c++ - 在没有额外堆分配的情况下将大 vector 分块为小 vector

Question

我需要为 std::vector 的 3 个实例替换 3 个堆分配， 只有一个连续的堆分配，然后在这 3 个 vector 之间共享它。这些 vector 大小不会改变，所以我不需要担心在向它们推送或插入元素时分配新的连续存储。我的实验结果表明，当我将这 3 个大小为 n 的 vector 替换为一个大小为 *3*n* 的 vector 时，不同大小的速度提高了 2 倍。

但是，我不知道如何在不进行任何额外的堆分配的情况下完成从大 vector 中生成小 vector 的工作。

std::array<std::vector<double>, 3>
chunck_vector(size_t size)
{
  std::vector<double> * underlying_vec = new std::vector<double>(3*size, 1.0);

  // how to avoid extra heap allocations in constructor of small vectors
  std::vector<double> vec0(underlying_vec->begin()         , underlying_vec->begin() + size);
  std::vector<double> vec1(underlying_vec->begin() + size  , underlying_vec->begin() + 2*size);
  std::vector<double> vec2(underlying_vec->begin() + 2*size, underlying_vec->end());

  return {vec0, vec1, vec2};
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
  int size = 1000;

  auto&& chunked_vecs = chunck_vector(size);

  // passing each chunk to different functions
  // each chunk should be responsible for managing its resources
  foo0(std::get<0>(chunked_vecs));
  foo1(std::get<1>(chunked_vecs));
  foo2(std::get<2>(chunked_vecs));

  return 0;
}

我尝试编写自己的 vector 类，它的构造函数接受两个迭代器，指定 underlying_vec 存储部分的开始和结束属于该 vector ，但它听起来不是一个干净的解决方案当underlying vector 不再可访问时释放资源并解决内存泄漏问题。

显然使用在这三个 vector 之间共享的自定义分配器并分配一次连续内存并将其分配给相应的 vector 似乎是一个更好的解决方案，但是由于我从未写过一个，任何提示或建议都可以帮助我开始编码将不胜感激。

Answer 1

就是这种东西gsl::span专为。

你可以找到一个实现 HERE .建议将其包含在 C++ 标准库中。

你可以这样使用它:

void double_data(gsl::span<int> sp)
{
    for(auto& i: sp)
        i *= 2;
}

void tripple_data(gsl::span<int> sp)
{
    for(auto& i: sp)
        i *= 3;
}

int main()
{
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

    auto sp = gsl::make_span(v); // the whole vector

    auto sp1 = sp.subspan(0, 5); // first 5 elements
    auto sp2 = sp.subspan(5, 5); // last five elements

    double_data(sp1); // process it like you would a container

    tripple_data(sp2);

    for(auto i: v)
        std::cout << i << ' ';
    std::cout << '\n';
}

输出:

2 4 6 8 10 18 21 24 27 30