引用不同大小的std::array，而不是基类中的std::array

Reference to std::array of different sizes instead of std::array in a base class

本文关键字：array std 基类 引用      更新时间：2023-10-16

我有以下问题。考虑类

class face {
    virtual std::vector<ptr>& get_vertices(void) const = 0;
};
class triangle : public face {
private:
    std::vector<ptr> vertices;
public:
    std::vector<ptr>& get_vertices(void) const { return vertices; };
};
class quadrilateral : public face {
private:
    std::vector<ptr> vertices;
public:
    std::vector<ptr>& get_vertices(void) const { return vertices; };
};

显然，三角形和四边形总是分别有3个和4个顶点。因此，我想通过适当大小的std：：数组来交换std：向量，以节省std：矢量中三个额外指针所引起的开销。（这是因为我将拥有数百万个面……）现在，有没有机会像上面的std:：vector一样，在std:：array的面中拥有一个通用的访问函数？对于标准的C数组，我只需返回一个指向第一个数组条目及其大小的指针。有没有STL方法可以做同样或类似的事情？或者还有其他很好的方法来实现这个功能吗？

感谢您的阅读和可能的回答！！Andreas

不同大小的std::arrays是不同的类型，所以我看不出有什么方法可以做你想做的。但是，如果您将begin()和end()常量迭代器返回到您内部持有的任何容器，或者返回一个包含两者的小范围对象，该怎么办？通过这种方式，可以将容器的大小与接口解耦，将其留给实现。

EDIT：为了澄清，为了隐藏数据存储表示（在本例中为std::array的大小），您需要自己的face迭代器类。这在指针方面很容易实现，因为对于每个face专门化，您都知道底层数据结构的大小、开始和结束。但很明显，您不能在接口中直接使用std::array的begin()和end()。

示例：

这是一个快速而肮脏的示例，说明了如何使用指针实现部分前向迭代器行为。我使用虚拟基类和OP中的一个实现作为起点。我还省略了所有的构造函数、赋值运算符等。它还假设了一个类Edge（可能是2D或3D点？）。

class face {
public:
  typedef Edge* iterator;
  typedef const Edge* const_iterator;
  virtual iterator begin() = 0;
  virtual const_iterator begin() const = 0;
  virtual iterator end() = 0;
  virtual const_iterator end() const = 0;
  virtual size_t size() const = 0;
  virtual ~face() {};
};
class triangle : public virtual face {
public :
  virtual iterator begin() {return m_edges.begin();}
  virtual const_iterator begin() const {return m_edges.begin();}
  virtual iterator end() {return m_edges.end();}
  virtual const_iterator end() const {return m_edges.end();}
  virtual size_t size() const {return m_edges.size();}
private:
    std::array<Edge, 3> m_edges;

}；

std::array在这里似乎不是一个解决方案，因为get_vertices是一个纯虚拟函数，也就是说，您希望使用基类类型的指针（或引用）来访问它。如果你使用std::array，你必须提供一个整数值作为std::array类模板的第二个参数，这是可能的，如果你让face成为一个类模板，类似这样：

template<size_t N>
class face {
    virtual std::array<ptr, N>& get_vertices(void) const = 0;
};
class triangle : public face<3>{
    //...
    std::array<ptr, 3>& get_vertices(void) const { return vertices; };
};
class quadrilateral : public face<4> {
    //...
    std::array<ptr, 4>& get_vertices(void) const { return vertices; };
};

但这导致triangle和quadrilateral具有不同的基类：face<3>和face<4>是两个不同的类。这意味着，不能将triangle和quadrilateral混合在一起，例如在标准容器中，也不能使用相同基类类型的指针访问get_vertices，因为现在没有单个基类。每个派生类都有自己的基类。

因此，解决方案是：

class triangle : public face {
private:
    std::vector<ptr> vertices;
public:
    triangle() 
    {
           //it ensures that you've a vector of size 3, no more no less 
           vertices.reserve(3); 
    }
    std::vector<ptr>& get_vertices(void) const { return vertices; };
};

类似地，您可以在quadrilateral:中执行

    quadrilateral() 
    {
           //it ensures that you've a vector of size 4, no more no less 
           vertices.reserve(4); 
    }

现在，您的向量不会随意将自己调整为比实际需要的更大的大小，因为您已经通过调用reserve()定义了容量，您将添加比其容量更多的项目。不会调整大小。

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