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我有一个SpecialArray可以像标准二维数组一样访问的类；即，作为A[i][j]。int经常需要从该对象中提取一维数组。取决于其他传递参数的提取细节无关紧要。我对设计操作界面很感兴趣。

以下完成此任务的方法有哪些优点和缺点？

选项1

我们定义一个函数：

std::vector<int> extract(const SpecialArray &A, ...)

其中这里...指的是其他决定一维数组内容的参数，用为：

std::vector<int> output = extract(A,...);

选项 2

我们创建一个继承自 std::vector 并构建自身的类：

class SpecialArrayExtract : public std::vector<int> {
    public:
        SpecialArrayExtract(const SpecialArray &A, ...);
};

其中构造函数（或等效的init函数）使用...输入来填充*this适当的数据，我们将其用作：

SpecialArrayExtract output(A,...);

选项 3

我们完全按照选项 2 进行操作，但不继承自std::vector<int>一个成员，而是根据需要公开一个具有接口的private成员：std::vector<int>

class SpecialArrayExtract {
    private:
        std::vector<int> m_data;
    public:
        SpecialArrayExtract(const SpecialArray &A, ...);
        [Wrapper functions for std::vector<int> here.]
};

评论

该应用程序是高性能的，但是在选项 1 中使用 RVO，我假设这些都应该具有同等的性能。

将其与标题联系起来，我想要说明的一点是，选项 2 和 3 都定义了本质上只是std::vector<int>具有不同名称和特殊构造函数的类。什么时候——如果有的话！——这是一个合理的想法吗？哪种方法更好？

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4 回答 4

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我相信选项一最有意义，因为它：

  • 有一个非常简单的界面
  • 不创建额外的类
  • 可以通过模板扩展其他“提取”操作

我反对选项二，因为如果您继承自std::vector<int>您说SpecialArrayExtract is-a std::vector<int>，并提供单个操作（构造函数）来创建它。如果您考虑一下，这只是一种与您的第一个替代方案完全相同的复杂方式。

选项三似乎是一个过早的优化（您选择包含而不是继承，就好像您会先发制人地期望底层数据容器发生变化），它比备选方案二更令人费解。

至于选项四（建议在答案中），我认为类接口应该尽可能少地保留实例方法，而是提供非成员函数（参考这篇文章了解原理）。

如果您的需求在未来发生变化（例如，您决定另一种容器或数据类型更好地满足您的需求），您可以通过模板修改函数。这将为您提供拥有单独课程的所有优势，但不会带来开销。并且相同的操作（具有完全相同的名称）可以应用于 ContainerTypes（即，std::vector<int>或std::array<int, 12>，或其他）和 ArrayTypes（SpecialArray或SparseSpecialArray，或其他）的任何可能组合：

template<typename ContainerType, typename ArrayType>
ContainerType extract(const ArrayType& array, ...)

最后，您可以创建一个单独的algorithms名称空间，其中包含所有作用于ArrayType数据的函数（例如，SpecialArray）。这将使记录和维护您的代码变得非常简单：您的数据类型的所有通用操作都存在于 中，对于这种操作，algorithms::命名空间是比具有许多静态方法的类更自然的聚合器。

于 2013-05-01T20:46:33.633 回答
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template < typename OutIt >
void extract(SpecialArray const&, OutIt dest_begin);

这适用于任何容器，用于存储结果的容器的任何类型的预分配。

如果您连续编写元素（à la push_back），您可以back_insert_iterator在必要时使用 a 来调整容器的大小，但这将调整大小，例如如果不够大，则向量会导致一些性能影响。否则，您可能想要使用随机访问迭代器（不更改函数模板签名，可能将名称从更改OutIt为RAIt）。

您可能希望添加一个（成员）函数来获取预分配所需的大小（如果它必须访问私有数据成员，则为成员）。

std::size_t extract_size() const;

例子：

SpecialArray my_special;

constexpr std::size_t len = 100;
int                  dest_ra[len];
std::array<int, len> dest_a;
std::vector<int>     dest_v;
std::list<int>       dest_l;

if( len >= my_special.extract_length() )
{
    extract( my_special, std::begin(dest_ra) );
    extract( my_special, std::begin(dest_a) );
}

// using `push_back`:
  dest_v.reserve( my_special.extract_length() );       // not necessary
  extract( my_special, std::back_inserter(dest_v) );

  extract( my_special, std::back_inserter(dest_l) );

// if random access is required, also a bit faster(*):
  dest_v.resize( my_special.extract_length() );
  extract( my_special, std::begin(dest_v) );

  // not possible for the list

(*)back_insert_iterator必须进行范围检查才能放大向量。如果您使用普通迭代器，则没有范围检查。

我喜欢 Arrieta 的论证，并同意对选项的判断。

于 2013-05-01T20:59:21.557 回答
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选项 4

为类 SpecialArray 实现公共成员函数：

std::vector<int> extract(...);
于 2013-05-01T20:33:55.050 回答
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我个人只是在 SpecialArray 类中实现一个 ToVector(...) 方法。如果您无权访问源代码（我相信您可以），您可以将该方法添加为该类的扩展。

据我了解，您的问题是您在内存中确实有一个 SpecialArray，并且您想将其转换为 std::vector。如果这两个类都在内存中隔离（即没有缓存来提高转换性能），那么您只需要一种方法来获取 SpecialArray 并将其转换为 std::vector。只要 SpecialArray 是通过引用传递的，它是构造函数还是常规方法都没有关系。

于 2013-05-01T20:58:37.513 回答