从一个数组选择性地浅复制到另一个数组

Question

假设我有两个不同大小的数组，即：

int arr[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int *arr2 = new int[5];

我想要浅拷贝其中一些， 深拷贝的等价方法为：

int j =0;    
if(!(i%2))
    {
        arr2[j]=arr[i];
        j++;
    }

现在，打印arr2的结果是：0，2，4，6，8。

我想要浅拷贝的原因是，我希望arr2能随着arr的任何更改而更新。

也就是说，如果我循环并平方arr中的所有元素

我希望arr2输出：0、4、16、36、64

这两个数组是同一个类的一部分，其中一个是我的多边形信息，另一个是数据驱动的。arr实际上有4000多个元素，而arr2则接近3000个。目前，我的算法使用深拷贝效果很好。但是，因为我每次更新帧需要深拷贝3000个元素，我正在浪费资源，并且想知道是否可以通过浅拷贝来完成这项工作，以便我不必每帧都更新arr2。我的代码需要这样工作，arr实际上具有arr2的重复值。arr2是一个点列表，可以进行动画处理。然后将数据复制到arr中，该数组保存顶点的位置数据。这是因为arr包含多个bezier路径，其中一些与另一个路径共享一个或多个边缘。但是我希望在动画处理时忽略它，否则表面会出现断裂。

重要的是，复制涉及索引，例如

arr2[j]=arr[i];

因为这是我的代码设置方式。 而且操作需要低负载。

- new2code

---

对于C++解决方案，您应该编写一个类似于std::array的类，其中包含operator[]，可以正确引用原始内容。有点像模型-视图的东西。 - hyde

@hyde 一个类仍然会在内部执行深拷贝，这会导致性能问题。 - new2code

@MattMcNabb 是的，有这样的情况。arr是比arr2更大的数组。所以如果我执行*arr2 = arr; 我会丢失数据。而棘手的部分是arr包含了按特定顺序从arr2中重复的数据。 - new2code

@hyde 他们之间的数据关系非常复杂。我正在将4*4个3D点片拼接在边缘处，而且有数百个这样的点片。每个帧我都会对较小的集合进行更改（动画效果），这已经是30,000多个赋值操作，更不用说所有计算了。如果我要进行任何形式的赋值，我至少要做两次以上。这必须在1000个CPU时钟周期中完成60次。这就是为什么我想尽可能避免复制它。我宁愿有一个指向该集合的指针数组，就像Krypton在下面建议的那样。 - new2code

既然你还在谈论复制，我写了一个答案来演示我的意思（注意，不是复制！）。无论如何，要知道哪个更快，唯一的方法就是进行基准测试（开启编译器优化），但指针数组方法的额外内存访问肯定不便宜。 - hyde

Answer 1

您需要一个整型指针数组来实现这个功能。

int *arr2[5];

for (int i = 0, j = 0; i < 10; i++) {
    if (!(i%2)) {
        arr2[j]= &arr[i];
        j++;
    }
}

因此，您需要通过 arr2[j]= &arr[i]; 将 arr2 的每个元素设置为指向 arr 中相应元素的指针。

当您需要访问 arr2 中的元素时，可以像这样调用：int a = *arr2[j];

稍后，假设您将 arr[0] 更改为 10 arr[0] = 10; 那么 int a = *arr2[0]; 将给您 10。

- Krypton

---

应该使用 sizeof(arr) / sizeof(*arr)...（或者如果arr是一个std::array，则更直观的是arr.size()）。 - Jarod42

我明白了，所以我用指针数组代替了数组。因此，当我需要值时，我只需对它们进行解引用即可。这非常有道理。不过，我有一个问题，有没有办法新建一个整型指针数组？我不确定语法。 - new2code

我需要动态分配arr2。我尝试了new int[5]和new int[5]，但似乎不正确。最坏的情况是我会让arr2比它需要的大得多，并使用另一个变量来跟踪其可用大小。但我宁愿不这样做。顺便说一下，谢谢你的答案，你极大地提高了我的帧率。 - new2code

没关系，我已经想通了，我需要 int *arr2 = new int[5]。感谢你的帮助。 - new2code

很高兴听到你解决了问题。学习C/C++非常有趣，你会在学习的过程中上瘾。 - Krypton

Answer 2

作为指针数组方法的替代方案，这里提供了一个简单的 C++03 示例，展示如何以编程方式实现。哪种方法更好取决于实际使用情况中 operator[] 的复杂程度以及第二个数组的大小（即需要多少额外内存，导致缓存未命中等）。

#include <iostream>

class c_array_view  {
public:
    c_array_view(int *array) : array_(array) {}
    int& operator[](size_t index) { return array_[index*2]; }

    static size_t convert_length(size_t original) { return original / 2; }

private:
    int *array_;
};

int main()
{
    int arr[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    size_t arr_len = sizeof arr / sizeof arr[0];

    c_array_view arr2(arr);
    size_t arr2_len = arr2.convert_length(arr_len);

    for(unsigned i = 0; i < arr_len; ++i) {
        std::cout << "arr: " << i << " = " << arr[i] << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    for(unsigned j = 0; j < arr2_len; ++j) {
        std::cout << "arr2: " << j << " = " << arr2[j] << std::endl;
    }
    std::cout << std::endl;

    arr2[2] = 42;
    std::cout << "modifeid arr2[2] to 42, now arr[4] = " << arr[4] << std::endl;

    return 0;
}

c_array_view 可以转换为一个模板，一个很好的通用类，它将采用 C++11 lambda 作为映射函数等，这只是演示原理。

- hyde

Answer 3

如果你想要平方，那么你不应该这样做：arr2[j]=arr[i]。正确的答案应该是：

arr2[j]=arr[i]*arr[i];

- sharabarati

---

OP希望arr2引用arr。平方只是一个例子。 - juanchopanza