std::vector中的数据存储是否连续？

Question

我有一个字符向量，我想将它的内容作为char*传递给另一个函数：

void foo(boost::shared_ptr<std::vector<boost::uint8_t> > data)
{
    bar(data->size()?reinterpret_cast<char*>(&(data.get()->front())):NULL);
}

我可以假设数据总是以连续的方式存储吗？谢谢。

- Sanich

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你是指“连续的”吗？是的。 - Nim

是的，如果你使用c++11，向量元素是连续的，你还可以使用函数T* data而不是丑陋的强制转换来将底层数组传递给另一个函数。 - pan-

Answer 1

来自 n2798（C++0x 的草案）：

23.2.6 类模板 vector [vector]

1 vector 是支持随机访问迭代器的序列容器。此外，它支持（平摊）常数时间插入和删除操作在末尾; 中间插入和删除需要线性时间。存储管理是自动处理的，但可以提供提示以提高效率。 向量中的元素是连续存储的，这意味着如果 v 是一个类型为 T 而非 bool 的向量，则它遵循恒等式 &v[n] == &v[0] + n 对于所有 0 <= n < v.size()。

还要检查在将元素添加到数组后是否重新分配了内存（从而使任何指针或迭代器无效）。

另请参阅此文章：- Cringe not: Vectors are guaranteed to be contiguous

事实上，连续性实际上是向量抽象的一部分。它非常重要，事实上，当发现 C++98 标准并未完全保证连续性时，C++03 标准被修改以明确添加保证。

还来自C++ FAQ

#include <vector>
#include "Foo.h"  /* get class Foo */

// old-style code that wants an array
void f(Foo* array, unsigned numFoos);

void g()
{
  std::vector<Foo> v;
  ...
  f(v.empty() ? NULL : &v[0], v.size());  ← safe
}

有趣的表达式v.empty() ? NULL : &v[0]，如果v为空，则简单地传递NULL指针，否则传递指向v的第一个（零）元素的指针。如果您事先知道v不为空，则可以将其更改为简单的&v[0]。 一般来说，这意味着您保证&v[0]+n == &v[n]，其中v是std::vector<T>，n是0 .. v.size()-1范围内的整数。

然而，v.begin()不能保证是T*，这意味着v.begin()不能保证与&v[0]相同：

void g()
{
  std::vector<Foo> v;
  ...
  f(v.begin(), v.size());  ← Error!! Not Guaranteed!!
    ^^^^^^^^^-- cough, choke, gag; not guaranteed to be the same as &v[0]
}

- Rahul Tripathi

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请注意，不等式实际上是 0 <= n <= v.size()，因为您可以读取向量末尾的指针，但不要尝试对其进行解引用。而且，&v[n] 的符号不允许进行解引用。 - Bathsheba

Answer 2

来自Cppreference：

std::vector是一个封装动态大小数组的序列容器。

元素被连续地存储，这意味着元素不仅可以通过迭代器访问，还可以使用指向元素的常规指针上的偏移量进行访问。

因此，是的，元素在内存中是连续的。这意味着您可以将底层数据容器（使用data()成员函数得到的T[]）用作经典数组。

- JBL

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+1，但请注意bool。 - Bathsheba

@Bathsheba 当然，但是因为OP提到他想要用于一个char的向量... - JBL

@Bathsheba 布尔数据类型有什么问题？ - Prince

找到了：https://dev59.com/9rbna4cB1Zd3GeqPWi70 - Prince

Answer 3

是的，你可以。标准规定 std::vector 的内存是连续的。但请注意，std::vector<bool> 不是连续的。

实际上，std::vector::data() 会给你一个指向向量第一个元素的指针。你可以使用指针算术运算来访问向量元素。

- Bathsheba