std::vector<bool> 优化实现

Question

在文档中，我看到std::vector<bool>通过使每个布尔值占用一个位来优化空间效率。从文档中可以看出：

std::vector如何实现空间效率（以及是否进行了优化）是实现定义的。

这是否意味着它取决于编译器的实现？如果是这样，我在哪里可以检查我的编译器是否支持它？为什么他们不希望支持它？这似乎是一种非常简单和有效的实现。

如果不是这样，那么这意味着什么，如果我想进行此优化，会有什么影响？

我正在使用TDM GCC工具集。

- Simon

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是的，这意味着 std::vector<bool> 的实现在很大程度上取决于编译器。它可能根本没有被优化，或者它可能以一种特定于实现的方式进行了优化。通常，您可以通过查阅编译器文档来了解这一点。对于GCC和其他开源工具链，我想您也可以查阅源代码。但这不仅需要更多的工作，而且可能不是一个很好的主意，因为源代码只记录了实现，而不是契约。 - Cody Gray

检查这种优化是否提供的简单方法是检查 std::vector<bool>::reference_type 是否为 bool & 还是其他类型。如果是后一种情况，则您有一个代理类型，这应该仅允许用于“优化”的实现。 - Matteo Italia

即使实现不会压缩位，也需要将std::vector<bool>::reference定义为代理。 - T.C.

标准化的std::vector<bool>专业化被社区普遍认为是一种错误。如果您正在寻找一组标准化的位集合，那么我认为考虑使用std::bitset是明智的选择。 - Richard Hodges

一个相关的问题是 https://dev59.com/m23Xa4cB1Zd3GeqPcDM2 - manlio

Answer 1

Implementation defined的意思是它取决于抽象机器参数的构成。也就是说，取决于定义主机操作系统、实现规范和系统调用的算法。关于"implementation defined"的详细问答内容请参考此处。

如果您使用的是现代化的计算机和编译器/集成开发环境，很可能支持implementation definition。

如果某个编译器不支持它，这很可能并不是因为他们不想支持，而是因为它是一个非常老的编译器，或者所在的机器资源非常有限。

总结一下，这是与机器相关的；因此，不同的操作系统将以自己的方式处理它（例如32位与64位）。除非使用非常旧的编译器，否则这不会影响可移植性。如果担心这个问题，可以查看编译器版本的说明书，通过在线搜索您的编译器及其版本即可轻松找到。

- NonCreature0714

Answer 2

正式的语言定义不想排除合理的实现，因此它们总是需要小心谨慎。

例如，典型的调试构建仍然符合标准，但我很可能会看到在调试模式下未压缩vector<bool>。

现在这不是未指定的，而是实现定义的。这意味着它是否被压缩应该在编译器文档中说明，但标准没有描述文档应该如何组织。

如果您的编译器不支持您想要的功能，则可以使用另一个库（Boost是显而易见的选择）。 vector<bool>通常不是依赖于深度编译器魔法的类，因此编写替代方案很容易。

- MSalters

Answer 3

这是实现相关的，不具备可移植性。它似乎存在一些设计缺陷，应该避免使用vector<bool>。您可以从Meyers的“Effective STL，item 18”中获取更多详细信息。

如果您真的关心空间效率，可以使用std::bitset代替。

- for_stack

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不幸的是，我不能使用 std::bitset，因为我需要动态初始化。 - Simon

值得一提的是，Boost库有一个dynamic_bitset，但有时候使用Boost可能会过于复杂。如果你知道如何使用它，std::vector<bool>也不错，毕竟像某些人指出的那样。 - legends2k