用分层结构和类替换数组可以吗?

Is it fine to replace an array with hierarchal structures and classes?

本文关键字：数组 替换 分层 结构      更新时间：2023-10-16

在我的实现中，我应该使用一个长数组，但我对数组的问题是它的索引对我来说没有多大意义。相反，我想使用分层类。但是，有时我需要以批量方式处理它们，例如在计算差异和导数或平均值时。

所有成员都double，似乎对齐不会造成任何问题。下面是一个示例。这个例子显然工作正常。

我的问题是，这种编程结构在不同的编译器或系统上容易失败吗？

#include <iostream>
class Room
{
public:
double size;
double temperature;
double humidity;
double oxigen_level;
// etc
};
class Kitchen
{
public:
double fan_speed;
double temperature;
};
class Building // a hierarchal class
{
public:
Room rooms[5];
double distance;
Kitchen kitchen;
};
Building diff(
const Building &b1,
const Building &b2) // treat as an array
{
Building r=b2;
double *p1=(double *)&b1;
double *pr=(double *)&r;
for(int i=0;i*sizeof(double)<sizeof(Building);i++)
pr[i]-=p1[i];
return r;
}
int main()
{
Building b1,b2,delta;
b1.rooms[3].humidity=0.44;
b2.rooms[3].humidity=0.43;
delta=diff(b1,b2);
std::cout
<<"diff: "
<<delta.rooms[3].humidity
<<std::endl;
return 0;
}

你在diff所做的事情是一场噩梦。 如果你要做这样的转换，最好坚持使用一个普通的数组来存储你的变量。

但是我会使用您使用结构的想法来帮助您进行计算。

使类成为数组的包装器。 然后代替变量，让它们成为函数 (double size() {... })。 在计算中使用这些函数。

像往常一样，总是在过早优化之前进行测量。

编辑：

这是一场噩梦，因为类型是建立起来的，而不是编译器被欺骗去做其他事情。使用"假设"的底层结构，当它不必像某人期望的那样。

这是我要做的一个版本。

好点了吗？它的汇编指令(75 vs 86)比主要示例少。它具有读者可见的预期逻辑。它很容易调试。...

这两个例子必须有基准。但我不认为有太大的差异。

编辑：实际上存在速度差异。下面的代码在GCC，Clang和MSVC上的运行速度比主示例中的代码更快。

快速基准测试

编译器资源管理器示例

#include <iostream>
class Room
{
public:
double size{};
double temperature{};
double humidity{};
double oxigen_level{};
// etc
Room& operator-=( const Room& r )
{
size -= r.size;
temperature -= r.temperature;
humidity -= r.humidity;
oxigen_level -= r.oxigen_level;
return *this;
}
};
class Kitchen
{
public:
double fan_speed{};
double temperature{};
Kitchen& operator-=( const Kitchen& k )
{
fan_speed -= k.fan_speed;
temperature -= k.temperature;
return *this;
}
};
class Building // a hierarchal class
{
public:
static const int room_count{5};
Room    rooms[ room_count ];
double  distance{};
Kitchen kitchen;
Building operator-( const Building& b )
{
Building ret = *this;
for ( int i = 0; i < room_count; i++ )
ret.rooms[ i ] -= b.rooms[ i ];
ret.distance -= b.distance;
ret.kitchen -= b.kitchen;
return ret;
}
};    
int main()
{
Building b1,b2,delta;
b1.rooms[3].humidity=0.44;
b2.rooms[3].humidity=0.43;
delta=b1-b2;//diff(b1,b2);
std::cout
<<"diff: "
<<delta.rooms[3].humidity
<<std::endl;
return 0;
}
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