c++ - 数组大小作为构造函数参数

Question

我正在创建一个 C++ 类，它包装一个浮点二维数组并提供一些额外的功能。我想将数组的形状作为参数传递给构造函数，请参见下面的代码(类 Block 部分)。以注释“//here”结尾的行会在编译期间导致错误，因为 _nx 和 _ny 在那时是未知的。围绕这个有两种解决方案(我认为):一种是使用指针(参见下面代码中的解决方案 1)并动态分配数组；另一个是使用模板(参见下面代码中的解决方案 2)，但我有几个不使用它们的原因:

1. 只要没有指针，我就不想使用指针选项;换句话说，我不想使用 new 和 delete。这这样做的原因是个人偏爱更纯的 C++。
2. 我不想使用模板，因为可以有许多不同的 block 形状 - 我不希望编译器为它们中的每一个创建许多类，这是一种矫枉过正，会增加可执行文件的大小。

另外，我不想使用STL vector，因为创建后数组大小是固定的；我也在做数值计算，所以“原始”数组更适合我。

我在 SO 中搜索过，有五六个问题问类似的问题，但没有结论哪个更好，而且它们都不是从数字的角度来看的，所以 vector 或 new/detele 对他们来说是很好的答案- 但不适合我。我发布这个问题的另一个原因是我想知道我在使用 C++ 功能时是否过于严格。由于我将广泛使用 C++，因此了解 C++ 的局限性并停止询问/搜索不存在的某些功能非常重要。

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class Block
{
    public:
        Block(int nx, int ny):_nx(nx),_ny(ny){}
        void Report(void)
        {
            cout << "Block With Size ["<<_nx<<","<<_ny<<"]\n";
        }
    private:
        const int _nx, _ny;
        double _data[_nx][_ny]; // here
};


/// Solution 1, using auto_ptr
class BlockAuto
{
    public:
        BlockAuto(int nx, int ny):_nx(nx),_ny(ny),_data(new double[_nx*_ny]){}
        void Report(void)
        {
            cout << "BlockAuto With Size ["<<_nx<<","<<_ny<<"]\n";
        }
    private:
        const int _nx;
        const int _ny;
        const auto_ptr<double> _data;
};


/// Solution 2, using template
template<unsigned int nx, unsigned int ny>
class BlockTpl
{
    public:
        BlockTpl():_nx(nx),_ny(ny){}
        void Report(void)
        {
            cout << "BlockTpl With Size ["<<_nx<<","<<_ny<<"]\n";
        }
    private:
        const int _nx;
        const int _ny;
        double _data[nx][ny]; // uncomfortable here, can't use _nx, _ny
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
    Block b(3,3);
    b.Report();

    BlockAuto ba(3,3);
    ba.Report();

    BlockTpl<3,4> bt;
    bt.Report();
    return 0;
}

Answer 1

只需使用一个std::vector。一周前我遇到了同样的决策问题并问过here .

如果您使用 reserve()，它不会使您的 vector 多次重新分配自身(如果有的话)，那么 vectors 不会将影响您的项目的性能。换句话说，vector 不太可能成为您的瓶颈。

请注意，在 C++ 中，vectors 被广泛使用，因此在 release 模式 中，优化他们真的很有效率。

或者等待std::dynarray待介绍! (不幸的是，不是在 C++14 中，而是在 array TS 或 C++17 中)。 Source , 归功于 manlio。

永远不要忘记:过早的优化是万恶之源。 - Knuth。

不相信我？你不应该!亲自试验并找出答案!

这是我的实验，当我遇到与您完全相同的问题时，我可以说服自己。

实验代码:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
#include <ratio>
#include <chrono>

using namespace std;

int main() {
  const int N = 100000;


  cout << "Creating, filling and accessing an array of " << N << " elements.\n";

  using namespace std::chrono;

  high_resolution_clock::time_point t1 = high_resolution_clock::now();

  int array[N];

  for(int i = 0; i < N; ++i)
    array[i] = i;

  for(int i = 0; i < N; ++i)
    array[i] += 5;

  high_resolution_clock::time_point t2 = high_resolution_clock::now();

  duration<double> time_span = duration_cast<duration<double>>(t2 - t1);

  std::cout << "It took me " << time_span.count() << " seconds.";
  std::cout << std::endl;


  cout << "Creating, filling and accessing an vector of " << N << " elements.\n";

  t1 = high_resolution_clock::now();

  vector<int> v;
  v.reserve(N);

  for(int i = 0; i < N; ++i)
    v.emplace_back(i);

  for(int i = 0; i < N; ++i)
    v[i] += 5;

  t2 = high_resolution_clock::now();

  time_span = duration_cast<duration<double>>(t2 - t1);

  std::cout << "It took me " << time_span.count() << " seconds.";
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

结果(注意 -o2 编译器标志):

samaras@samaras-A15:~$ g++ -std=gnu++0x -o2 px.cpp
samaras@samaras-A15:~$ ./a.out
Creating, filling and accessing an array of 100000 elements.
It took me 0.002978 seconds.
Creating, filling and accessing an vector of 100000 elements.
It took me 0.002264 seconds.

所以，只是一个std::vector。 :) 我很确定您知道如何为此更改代码，您不需要我告诉您(是这样，当然让我知道 :))。

您可以尝试其他时间方法，在我的 pseudo-site 中找到.