精简版
我可以reinterpret_cast
一个std::vector<void*>*
到 std::vector<double*>*
?
其他 STL 容器呢?
长版
我有一个函数可以将 void 指针的 vector 重铸为由模板参数指定的数据类型:
template <typename T>
std::vector<T*> recastPtrs(std::vector<void*> const& x) {
std::vector<T*> y(x.size());
std::transform(x.begin(), x.end(), y.begin(),
[](void *a) { return static_cast<T*>(a); } );
return y;
}
但我认为复制 vector 内容并不是真正必要的,因为我们实际上只是在重新解释所指向的内容。
经过一些修补,我想到了这个:
template <typename T>
std::vector<T*> recastPtrs(std::vector<void*>&& x) {
auto xPtr = reinterpret_cast<std::vector<T*>*>(&x);
return std::vector<T*>(std::move(*xPtr));
}
所以我的问题是:
- 像这样重新解释_cast 整个 vector 是否安全?
- 如果它是不同类型的容器(如
std::list
或std::map
)怎么办?明确地说,我的意思是转换std::list<void*>
至std::list<T*>
,而不是在 STL 容器类型之间进行转换。 - 我仍在努力思考 move 语义。我做得对吗?
还有一个后续问题:生成 const
的最佳方法是什么?没有代码重复的版本?即定义
std::vector<T const*> recastPtrs(std::vector<void const*> const&);
std::vector<T const*> recastPtrs(std::vector<void const*>&&);
MWE
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
template <typename T>
std::vector<T*> recastPtrs(std::vector<void*> const& x) {
std::vector<T*> y(x.size());
std::transform(x.begin(), x.end(), y.begin(),
[](void *a) { return static_cast<T*>(a); } );
return y;
}
template <typename T>
std::vector<T*> recastPtrs(std::vector<void*>&& x) {
auto xPtr = reinterpret_cast<std::vector<T*>*>(&x);
return std::vector<T*>(std::move(*xPtr));
}
template <typename T>
void printVectorAddr(std::vector<T> const& vec) {
std::cout<<" vector object at "<<&vec<<", data()="<<vec.data()<<std::endl;
}
int main(void) {
std::cout<<"Original void pointers"<<std::endl;
std::vector<void*> voidPtrs(100);
printVectorAddr(voidPtrs);
std::cout<<"Elementwise static_cast"<<std::endl;
auto dblPtrs = recastPtrs<double>(voidPtrs);
printVectorAddr(dblPtrs);
std::cout<<"reintepret_cast entire vector, then move ctor"<<std::endl;
auto dblPtrs2 = recastPtrs<double>(std::move(voidPtrs));
printVectorAddr(dblPtrs2);
}
示例输出:
Original void pointers
vector object at 0x7ffe230b1cb0, data()=0x21de030
Elementwise static_cast
vector object at 0x7ffe230b1cd0, data()=0x21de360
reintepret_cast entire vector, then move ctor
vector object at 0x7ffe230b1cf0, data()=0x21de030
请注意 reinterpret_cast
版本重用底层数据结构。
以前提出的似乎不相关的问题
这些是我尝试搜索时出现的问题:
reinterpret_cast vector of class A to vector of class B
reinterpret_cast vector of derived class to vector of base class
reinterpret_cast-ing vector of one type to a vector of another type which is of the same type
引用严格的别名规则,对这些问题的回答是一致的“否”。但我认为这不适用于我的情况,因为被重铸的 vector 是一个右值,所以没有混叠的机会。
为什么我要这样做
我正在与一个 MATLAB 库交互,它给我的数据指针为 void*
以及指示数据类型的变量。我有一个函数可以验证输入并将这些指针收集到一个 vector 中:
void parseInputs(int argc, mxArray* inputs[], std::vector<void*> &dataPtrs, mxClassID &numericType);
我无法将这部分模板化,因为直到运行时才知道类型。另一方面,我有数字例程来对已知数据类型的 vector 进行操作:
template <typename T>
void processData(std::vector<T*> const& dataPtrs);
所以我只是想把一个连接到另一个:
void processData(std::vector<void*>&& voidPtrs, mxClassID numericType) {
switch (numericType) {
case mxDOUBLE_CLASS:
processData(recastPtrs<double>(std::move(voidPtrs)));
break;
case mxSINGLE_CLASS:
processData(recastPtrs<float>(std::move(voidPtrs)));
break;
default:
assert(0 && "Unsupported datatype");
break;
}
}
最佳答案
鉴于您从 C 库(类似于 malloc)收到 void *
的评论,看来我们可以将问题的范围缩小很多。
特别是,我猜你真的在处理一些更像 array_view
而不是 vector
的东西。也就是说,您需要能够让您干净地访问一些数据的东西。您可能会更改该集合中的个别项目,但您永远不会更改整个集合(例如,您不会尝试执行可能需要扩展内存分配的 push_back
)。
对于这种情况,您可以很容易地创建自己的包装器,使您可以像 vector 一样访问数据——定义一个 iterator
类型,有一个 begin()
和 end()
(如果需要,其他的如 rbegin()
/rend()
、cbegin ()
/cend()
和 crbegin()
/crend()
),以及一个 at( )
执行范围检查索引,等等。
所以一个相当最小的版本可能看起来像这样:
#pragma once
#include <cstddef>
#include <stdexcept>
#include <cstdlib>
#include <iterator>
template <class T> // note: no allocator, since we don't do allocation
class array_view {
T *data;
std::size_t size_;
public:
array_view(void *data, std::size_t size_) : data(reinterpret_cast<T *>(data)), size_(size_) {}
T &operator[](std::size_t index) { return data[index]; }
T &at(std::size_t index) {
if (index > size_) throw std::out_of_range("Index out of range");
return data[index];
}
std::size_t size() const { return size_; }
typedef T *iterator;
typedef T const &const_iterator;
typedef T value_type;
typedef T &reference;
iterator begin() { return data; }
iterator end() { return data + size_; }
const_iterator cbegin() { return data; }
const_iterator cend() { return data + size_; }
class reverse_iterator {
T *it;
public:
reverse_iterator(T *it) : it(it) {}
using iterator_category = std::random_access_iterator_tag;
using difference_type = std::ptrdiff_t;
using value_type = T;
using pointer = T *;
using reference = T &;
reverse_iterator &operator++() {
--it;
return *this;
}
reverse_iterator &operator--() {
++it;
return *this;
}
reverse_iterator operator+(size_t size) const {
return reverse_iterator(it - size);
}
reverse_iterator operator-(size_t size) const {
return reverse_iterator(it + size);
}
difference_type operator-(reverse_iterator const &r) const {
return it - r.it;
}
bool operator==(reverse_iterator const &r) const { return it == r.it; }
bool operator!=(reverse_iterator const &r) const { return it != r.it; }
bool operator<(reverse_iterator const &r) const { return std::less<T*>(r.it, it); }
bool operator>(reverse_iterator const &r) const { return std::less<T*>(it, r.it); }
T &operator *() { return *(it-1); }
};
reverse_iterator rbegin() { return data + size_; }
reverse_iterator rend() { return data; }
};
我已经尽力展示了如何添加大部分缺失的功能(例如,crbegin()
/crend()
)应该是相当明显的,但我并没有真正努力将所有内容都包含在这里,因为剩下的大部分内容比教育更重复、更乏味。
这足以以大多数典型的类似 vector 的方式使用 array_view
。例如:
#include "array_view"
#include <iostream>
#include <iterator>
int main() {
void *raw = malloc(16 * sizeof(int));
array_view<int> data(raw, 16);
std::cout << "Range based:\n";
for (auto & i : data)
i = rand();
for (auto const &i : data)
std::cout << i << '\n';
std::cout << "\niterator-based, reverse:\n";
auto end = data.rend();
for (auto d = data.rbegin(); d != end; ++d)
std::cout << *d << '\n';
std::cout << "Forward, counted:\n";
for (int i=0; i<data.size(); i++) {
data[i] += 10;
std::cout << data[i] << '\n';
}
}
请注意,这根本不会尝试处理复制/move 构造,也不会处理破坏。至少按照我的表述,array_view
是一些现有数据的非拥有 View 。在适当的时候销毁数据取决于您(或者至少是 array_view
之外的东西)。因为我们没有破坏数据,所以我们可以毫无问题地使用编译器生成的复制和 move 构造函数。我们不会通过指针的浅拷贝获得双重删除,因为当 array_view
被销毁时我们不会执行任何删除。
关于c++ - 重铸空指针容器,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/46944406/