c++ std::pair, std::vector & memcopy

Question

从a的第一个元素的内存地址开始，复制myvect.size() * sizeof(foo)字节的数据是安全的吗？

std::vector<std::pair<T1, T2> > myvect

将其转换为数组

struct foo{
    T1 first;
    T2 second;
}

如果数组被分配的元素数量与向量大小相同，会怎样呢？

谢谢。

- Mat

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std::pair是一个结构体，标准规定编译器确定布局，但顺序必须保持不变。因此，在std::pair<char,char>实例中，您的编译器可能会决定在每个char后放置3字节的填充以获得最优对齐。因此，您不能假设连续的内存布局 - 故事结束。 - Matthieu N.

Answer 1

不，包含T1和T2的类不能保证与std::pair<T1，T2>具有相同的布局或对齐方式，至少在C++98中是这样（因为std::pair不是POD类型）。 在C++0x中情况可能会有所不同。

- C. K. Young

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@Chris：标准布局（standard-layout）是指编译器没有插入任何意外的类，但标准布局类并不一定安全可复制。一个 RAII 类包含一个指向堆分配对象的指针，在销毁时释放并在赋值时克隆，这是标准布局但不是 POD，可能不应该使用 memcpy 进行复制。 - Steve Jessop

@Michael：只有当struct foo是POD类型时才可以。:-P（对于这个问题来说，这意味着T1和T2也是。） - C. K. Young

这就是为什么不仅纯粹主义者对std::copy感兴趣 - 它可以复制非POD数据。 - Steve Jessop

@Chris：没错，我忽略了那个细节（其实我假设它们是POD类型，这是一种危险的假设）。但是如果它们不是POD，std::copy()仍然可以使用（只要该类型支持赋值）。所以我的“纯粹主义”观点是错误的 - 应该简单地使用它。希望优化会导致编译器生成memcpy()等效代码，如果类型是POD，则我将查看一些汇编输出以确定实践中是否真的发生这种情况。无论如何，输出很可能足够好，除非它不够好（对于这种泛泛而谈的说法满意吗？）。 - Michael Burr

实际上，一些编译器为std::copy()创建的代码比std::memcpy()更好——std::copy()的特化可以轻松受益于类型对齐限制。例如，std::copy<double*>可能在没有先前检查的情况下使用64位对齐读/写。 - MSalters

Answer 2

你没有问的问题的答案可能是 std::transform：

struct pairToFoo {
    // optionally this can be a function template.
    // template<typename T1, typename T2>
    foo operator()(const std::pair<T1,T2> &p) const {
        foo f = {p.first, p.second};
        return f;
    }
};

std::transform(myvect.begin(), myvect.end(), myarray, pairToFoo());

或者使用std::copy，但是需要为foo提供一个接受一对参数的operator=。这假设您可以重新编写foo：

struct foo {
    T1 first;
    T2 second;
    foo &operator=(const std::pair<T1,T2> &p) {
        first = p.first;
        second = p.second;
        return *this;
    }
};

std::copy(myvect.begin(), myvect.end(), myarray);

- Steve Jessop

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std::transform()是我永远记不住的东西。从来没有。也许现在我公开说了，有时它会突然出现在我的脑海里。 - Michael Burr

std::transform 是你得到的东西，而不是 map 和 zipWith。所以也许如果每次你忘记了 transform，你就在 Haskell 中重新编写相关函数，那么你就会记住它。即使只是为了避免编写 Haskell。 - Steve Jessop

Answer 3

一般来说，不行。在某些平台/编译器/STL实现中可能可以，但无论如何都不要这样做。你会依赖于pair<>和vector<>的实现细节。

我自己曾经犯过依赖于vector<>是连续数组的罪过。为此，我深感懊悔。但对于pair<>... 就说不吧。

- Seva Alekseyev

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实际上vector<>保证是一个连续的数组。 - Fred Larson

现在已经普遍认可std::vector<T>是连续的（我认为C++的未来版本会明确规定），而且&vec[0]应该可以用作大小为vec.size()的数组。但是，对于像std::pair这样的非POD类型进行memcpy操作是有风险的。 - C. K. Young

即使在C++03中，您也可以得到宽恕... std::vector需要使用连续存储。 - Derrick Turk

@Seva：根据C++03草案标准23.2.5，"vector的元素是连续存储的，这意味着如果v是一个vector<T, Allocator>，其中T是除了bool以外的某种类型，那么对于所有的0 <= n < v.size()，它遵循 &v[n] == &v[0] + n 的等式。" - Fred Larson

一些关于连续的 std::vector<> 的更多信息链接：https://dev59.com/enVC5IYBdhLWcg3wliKe 和 http://herbsutter.wordpress.com/2008/04/07/cringe-not-vectors-are-guaranteed-to-be-contiguous/ - Michael Burr