c++ - C++11 中访问指向 std::vector 中元素 n 的指针的标准方法是什么？

Question

在 C++11 中访问指向 std::vector 中元素 n 的指针的标准方法是什么？

vec.data() + n

或

&vec[n]

想到了。

Answer 1

“标准方式”不存在，您的问题中的两种方式都可以正常工作，并且这里没有与性能相关的问题。但可能还有其他情况需要考虑:错误处理、静态分析警告、可能重载的 operator &、将 std::vector 替换为不同类型的能力。

1. 静态分析。当您使用第一个版本时，clang-tidy 抛出

   warning: do not use pointer arithmetic [cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic]
   vec.data() + 1;
              ^
   

   在你身上(当然前提是启用了这个特定的检查)。这不是最严重的问题，但为了完整起见，当您使用第二个版本时不会出现此警告。

2. 将 std::vector 替换为另一种连续容器类型，或者如果您编写模板(您基本上希望对类型的要求尽可能小)。然后，

   auto *ptr = vec.data() + n;
   

   需要 .data() 成员函数存在并执行您期望它执行的操作。示例:Llvm 的 SmallVector 模板(针对更少的分配进行了优化)没有 data() 但它确实有 operator []。我认为，由于这个原因，

   auto *ptr = &vec[n];
   

   更可取。不可否认，另一种 vector 类型同样可以重载 operator()(...) 而不是 [] (或者根本没有重载运算符)，但这可能是比 .data() + n 方法更容易修复某些函数。

因此让我考虑以下两个问题的第二个版本。

1. 错误处理:当您需要检查 vector 的大小是否至少为 n + 1 时:

   auto *ptr = vec.size() > n ? &vec[n] : nullptr;
   

   需要与 std::vector 本身的检查进行比较:

   try {
       auto *ptr = &vec.at(n);
        // Do stuff with ptr
   } catch (const std::out_of_range&) { /* ... */ }
   

   这里哪个更好在很大程度上取决于特定于项目和上下文的情况(是否启用了异常， vector 的大小是否是某些范围的先决条件等)，因此通常不可能选择一个。了解这些选项是件好事。

2. 重载运算符&。在应该在不同上下文中重用的代码中，这样做并没有坏处

   auto *ptr = std::addressof(vec[n]);
   

   因为这与该运算符的恶意重载配合得很好。

结合上述场景，选择最适合特定情况的方法。