C ++从原始数组构造向量而无复制

问题描述

是否可以从无副本的原始指针构造向量？

我知道向量本身具有所有权语义，它在构造时分配空间，并在破坏时负责释放该内存。但这不是我想要的，我想要做的更像是adapter，它对基础数据没有所有权，只需对其进行一些包装即可，这样：1.易于使用； 2。做一些边界检查。

我想做这种事情的原因是我的图书馆的潜在用户可能有本征，numpy，opencv或其他东西。我想提供一种更灵活的方式来传递数据而不进行复制。原始指针可以做到，但是我想做一些边界检查，否则别人代码中的越界错误最终会导致我的库崩溃。如果我可以创建这种无所有权的容器，那么一切都将是完美的。

解决方法

只要您不要求所有权，这就很容易。解决方案是使用类型擦除的连续序列。如果在某个时候您确实希望拥有所有权，它将变得更加复杂。我已经在此答案的底部添加了有关此信息。

无所有

如果您使用的是c++20，则可以使用std::span －它是围绕std::vector，std::array等连续数据的非所有者包装

如果您使用的是c ++ 20之前的版本，则始终可以使用或基于span罐头实现的实现，例如指南支持库中的gsl::span，或者bpstd::span来自BackportC ++，它与c++11兼容。

或者找到任何完成相同任务的类似array_view的类型。为此，可以利用许多现有的开源解决方案。

拥有

如果需要需要所有权，那么将涉及更多的工作-特别是如果您希望数据来自不同的连续序列类型。

出于这种目的，您将需要拥有类型擦除功能，并且在某个时候，矢量将需要移动或复制-两者之一。如果您可以允许客户选择移动其向量，那么这将比执行数据的深层复制要便宜得多。

要做到这一点，您将需要一个接口和一个类模板实现类型，所有这些都包装在一个类似“矢量”的漂亮API中。然后，可以将捕获的数据间接地保存在类模板实现中，位于unique_ptr之后：

template <typename T>
class AnyVector
{
public:
   template <typename Container>
   explicit AnyVector(Container&& container)
       : m_container{std::make_unique<Concrete<std::decay_t<Container>>(std::forward<Container>(container))}
   {
   }

   const T& operator[](std::size_t index) const
   {
       return m_container->get(index);
   }
   const T& at(std::size_t index) const
   {
       if (index >= m_container->size()) {
           throw std::out_of_range{"AnyVector<T>::at"};
       }
       return m_container->get(index);
   }
   std::size_t size() const
   {
        return m_container->size();
   }

private:

   // The interface we want all types to follow
   class Interface
   {
   public:
       // Make this API as deep as you need it to be
       virtual ~Interface() = default;
       virtual const T& get(std::size_t index) const = 0;
       virtual std::size_t size() const = 0;
   };

   // The concrete version of the interface,in terms of the underlying container
   template <typename Underlying>
   class Concrete : public Interface
   {
   public:
      template <typename TUnderlying>
      Concrete(TUnderlying&& underlying) 
        : m_underlying{std::forward<TUnderlying>(underlying)}
      {
      }
      
       virtual const T& get(std::size_t index) const override { return m_underlying[index]; }
       virtual std::size_t size() const override { return m_underlying.size(); }
   private:
       Underlying m_underlying;
   }

   std::unique_ptr<Interface> m_container;
};

以上代码仅在输入容器定义了T::size()和T::operator[]函数的情况下有效。如果您要拥有的基础向量具有不同名称的函数，则您将需要更有创造力-通过让用户显式指定类似特征的类型来指定，或者通过将非成员函数与ADL一起使用

在后一种情况下，可以通过执行以下操作来实现：

    std::size_t size() const override
    {
        // ADL-find 'size'
        return size(m_container);
    }