调整 C++ 的大小std::vector;不初始化数据

Question

对于向量，可以假设元素连续存储在内存中，从而允许将 [&vec[0], &vec[vec.capacity()) 范围用作普通数组。例如，

vector<char> buf;
buf.reserve(N);
int M = read(fd, &buf[0], N);

但现在向量不知道它包含由 read() 从外部添加的 M 字节数据。我知道vector::resize()设置了大小，但它也会清除数据，所以它不能用于在read()之后更新大小称呼。

有没有一种简单的方法可以将数据直接读入向量并随后更新大小？是的，我知道明显的解决方法，例如使用一个小数组作为临时读取缓冲区，并使用vector::insert()将其附加到向量的末尾：

char tmp[N];
int M = read(fd, tmp, N);
buf.insert(buf.end(), tmp, tmp + M)

这有效（这就是我今天正在做），但令我困扰的是，如果我可以将数据直接放入向量中，则不需要额外的复制操作。

那么，有没有一种简单的方法可以在外部添加数据时修改向量大小呢？

Answer 1

vector<char> buf;
buf.reserve(N);
int M = read(fd, &buf[0], N);

此代码片段调用未定义的行为。即使您已经预留了空间，您也不能写入超过 size() 元素的内容。即使您已预留空间。

正确的代码是这样的：

vector<char> buf;
buf.resize(N);
int M = read(fd, &buf[0], N);
buf.resize(M);

---

PS. Your statement "With vectors, one can assume that elements are stored contiguously in memory, allowing the range [&vec[0], &vec[vec.capacity()) to be used as a normal array" isn't true. The allowable range is [&vec[0], &vec[vec.size()).

Answer 2

另一个较新的问题（与此问题重复）有答案，看起来与此处所问的完全一样。这是它的（v3）副本以供快速参考：

初始化也无法关闭是一个已知问题
显式用于 std::vector。

人们通常会实现自己的 pod_vector，但实际上并没有这样做
元素的任何初始化。

另一种方法是创建一个与 char 布局兼容的类型，
它的构造函数不执行任何操作：

struct NoInitChar
{
    字符值；
    NoInitChar() {
        // 什么都不做
        static_assert(sizeof *this == sizeof value, "无效大小");
        static_assert(__alignof *this == __alignof value, "无效对齐");
    }
};

int main() {
    std::vector v；
    v.调整大小(10); // 调用NoInitChar()，它不会初始化

    // 看吧，没有reinterpret_cast<>！
    char* beg = &v.front().value;
    char* end = beg + v.size();
}

Answer 3

看起来你可以在 C++11 中做你想做的事情（尽管我自己还没有尝试过）。您必须为向量定义一个自定义分配器，然后使用 emplace_back()。

首先，定义

struct do_not_initialize_tag {};

然后使用此成员函数定义您的分配器：

class my_allocator {
    void construct(char* c, do_not_initialize_tag) const {
        // do nothing
    }

    // details omitted
    // ...
}

现在您可以将元素添加到数组而不初始化它们：

std::vector<char, my_allocator> buf;
buf.reserve(N);
for (int i = 0; i != N; ++i)
    buf.emplace_back(do_not_initialize_tag());
int M = read(fd, buf.data(), N);
buf.resize(M);

这的效率取决于编译器的优化器。例如，循环可以将 size 成员变量递增 N 次。

Answer 4

您的程序片段已进入未定义行为的领域。

当 buf.empty() 为 true 时，buf[0] 具有未定义的行为，因此 &buf[0] 也是未定义的。

这个片段可能会做你想要的。

vector<char> buf;
buf.resize(N); // preallocate space
int M = read(fd, &buf[0], N);
buf.resize(M); // disallow access to the remainder

Answer 5

写入第 size() 个元素及其之后是未定义的行为。

下一个示例以 C++ 方式将整个文件复制到向量中（不需要知道文件的大小，也不需要在向量中预分配内存）：

#include <algorithm>
#include <fstream>
#include <iterator>
#include <vector>

int main()
{
    typedef std::istream_iterator<char> istream_iterator;
    std::ifstream file("example.txt");
    std::vector<char> input;

    file >> std::noskipws;
    std::copy( istream_iterator(file), 
               istream_iterator(),
               std::back_inserter(input));
}