std::vector и массивы в стиле c

Question

Я экспериментирую с OpenCL для увеличения скорости нашего программного обеспечения.Мы много работаем с картами и для упрощения представляем карту в виде std::vector< std::vector >.API OpenCL принимает в качестве аргументов необработанные указатели в стиле c, например int* в приведенном выше случае.

Мои вопросы:

• Есть ли в stl гарантии реализации того, что вектор внутренне последователен в памяти?
• Могу ли я безопасно привести std::vector к int* и ожидать, что это сработает?
• Могу ли я предположить, что это верно и в случае вектора векторов?Я ожидаю, что вектор будет содержать другие данные о состоянии, или проблемы с выравниванием, или, может быть, что-то еще...
• Как лучше всего подойти к этому?Написать собственную 2D-структуру данных, которая содержит внутренний непрерывный буфер в памяти, и работать с ней?Мне пришлось бы много копировать в/из векторов...

Спасибо.

Answer 1

Есть ли в stl гарантии реализации того, что вектор внутренне последователен в памяти?

Начиная с C++03, да, вектор гарантированно использует непрерывную память.(В C++98 была случайная лазейка, из-за которой реализация могла гипотетически использовать несмежное хранилище, но она была исправлена ​​в версии стандарта 2003 года - и на самом деле реализации не было. использовал несмежное хранилище, потому что это была бы ужасная идея)

Могу ли я безопасно привести std::vector к int* и ожидать, что это сработает?

Обычный способ &v[0]. (&*v.begin() вероятно, тоже сработает, но я, кажется, припоминаю, что в стандарте есть какая-то расплывчатая формулировка, которая делает это не на 100% надежным)

Нет.Почему вы ожидаете, что это сработает?Вектор — это класс.Это не указатель.Это просто содержит указатель.

Могу ли я предположить, что это верно и в случае вектора векторов?Я ожидаю, что вектор будет содержать другие данные о состоянии, или проблемы с выравниванием, или, может быть, что-то еще...

Вектор ведет себя одинаково, что бы вы в нем ни хранили.Если вы создадите вектор из векторов, вы получите объект, который содержит указатель на массив, выделенный в куче, где каждый элемент является объектом, содержащим указатель на массив, выделенный в куче.

Что касается того, как к этому относиться, то это зависит от множества факторов.Насколько велик ваш общий набор данных?Возможно, вам захочется разместить всю таблицу последовательно.В случае вектора из векторов каждая строка представляет собой отдельное распределение.

Answer 2

• Есть ли в stl гарантии реализации этого вектора,
  внутри, последовательно в памяти

Да, это динамический массив.Стандарт гарантирует, что объекты внутри вектора сохраняются последовательно.

• Могу ли я безопасно привести std::vector к int* и ожидать, что это сработает?

Нет, но вы можете использовать метод Begin() и использовать его в качестве указателя.

• Есть ли в stl гарантии реализации этого вектора,
  внутри, последовательно в памяти

Нет, поскольку вектор может содержать некоторые внутренние переменные-члены, весь двумерный массив не будет непрерывной ячейкой памяти.

Answer 3

Есть ли в stl гарантии реализации того, что вектор внутренне последователен в памяти?

Хотя я не могу здесь цитировать стандарты, я видел код в высококачественных библиотеках, допускающий такую ​​компоновку (а именно: ПОКО).

Могу ли я безопасно привести std::vector к int* и ожидать, что это сработает?

В частности, вы не можете переделать сам вектор.Но я видел следующий код:

std::vector<int> vec;
int* ptr = &vec[0];

Могу ли я предположить, что это верно и в случае вектора векторов?Я ожидаю, что вектор будет содержать другие данные о состоянии, или проблемы с выравниванием, или, может быть, что-то еще...

Вероятно, вы не можете преобразовать вектор векторов в линейный массив.Каждый вектор зарезервирует свой собственный диапазон памяти, и нельзя ожидать, что все эти диапазоны будут последовательными.

Answer 4

В комментарии вы упомянули, что работаете с данными размером до 2500x2500xsizeof(double).В этом случае я бы предложил использовать один вектор вместо вектора векторов.Выделите элементы NxM в векторе и оберните его в класс, предоставляющий двумерную индексацию, если хотите.Вы получаете все преимущества векторной обработки с минимальными издержками, и все ваши данные по-прежнему находятся в непрерывной памяти для быстрой обработки.