C++多维数组结构的对齐方式

Question

在我的代码中，我需要考虑一个由内部数组组成的数组，其中内部数组具有固定的维度。为了利用STL算法，实际上将数据存储为数组是有用的，但我还需要将该数据传递给一个接受扁平化C样式数组的C库。

很好能够便宜且可移植地转换（即扁平化）多维数组。我将坚持非常简单的情况，实际问题更加普遍。

struct my_inner_array { int data[3]; };
std::vector<my_inner_array> x(15);

Is

&(x[0].data[0])

这段代码指向一个连续的内存块，大小为45*sizeof(int)，包含与x相同的条目。我需要担心内存对齐吗？我担心这个方法只适用于特定的数据类型和内部数组大小，而不是可移植的。

1. 这段代码是否可移植？
2. 如果不可移植，有没有办法使其工作？
3. 如果不能，您有什么建议可以做到这一点？
4. 如果my_inner_array不是一个POD结构体，但包含一些方法（只要类不包含任何虚方法），这是否会改变任何东西？

- Markus Mayr

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首先，在合适的情况下，使用这样一个如此大的、扁平的数组并传递[p，p + stride)块是否是适当的？标准算法强调抽象，无论它们是在整个数组上操作还是在其部分上操作。 - Luc Danton

例如，我想将一个函数应用于一组顶点的数组。我想使用std::transform(coord.begin(), coord.end(), values.begin(), f);其中f是一个 std::function<double (my_inner_array const&)>。我没有看到其他直接应用std::transform或其他STL算法的方法。 - Markus Mayr

std::transform(coord.begin(), coord.end(), values.begin(), adapt(f)) 其中 adapt(f) 返回一个函数对象，该函数对象获取元素范围的开始和结束部分，并将它们提供给 f（假设它可以编写为使用迭代器对而不仅仅是数组）。或者你可以编写一个通用的 f 来处理它本身。如果使用类似 Boost.Range 的东西，则也不需要 adapt 步骤。 - Luc Danton

@LucDanton：啊，这是个不错的方法。我本来想写一个自定义迭代器，但这种方式看起来很干净。谢谢你！我也必须查看Boost.Range。 - Markus Mayr

Answer 1

理论上不会。编译器可能会决定对my_inner_array添加填充。实际上，我看不出为什么编译器会对包含数组的结构体添加填充。在这种情况下，创建这种结构体数组时没有对齐问题。您可以使用编译时断言：

typedef int my_inner_array_array[3];
BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(my_inner_array) == sizeof(my_inner_array_array));

如果没有虚方法，它不应该有任何影响。

- selalerer