如何将QVector<T>的地址动态地存储在另一个QVector<QVector<T>*>中？

Question

我正在处理大量的数据，大约100,000个双值，每100毫秒左右收集一次。我必须在任何时候在我的软件中存储这些生成的数据中的25个甚至更多。两种情况下，每次收购的数据长度以及收购次数都因当前情况而异。我不想将我的数据存储为QVector<QVector<double>>，因为QVector将数据存储在相邻的内存位置，而QVector<double>对QVector<QVector<double>>的每次添加都会导致整个事物被复制到给定的新位置，从而造成巨大的滞后(特别是如果已经有20 QVector<double>，并且我要在其中添加第21QVector<double>)。

我的解决方案是将给定的数据存储为QVector<QVector<double>*>，也就是说，我只是将当前获取的地址存储到QVector。但是，我希望它独立地存储在QVector<QVector<double>*>中，也就是说，只要我不清除指针，我就能够访问数据。我想不出该怎么做。我尝试过多种方法。假设我在我的.h文件中声明了.h，并使用一个函数在每次获取时向它添加新的数据，如下所示(下面的函数只是用于测试，这就是为什么我要在函数中创建数据)：

void MainWindow::addData()
{
    myVec << &QVector<double>(0) // Creating a new empty vector and storing it's location
    *myVec[0] << 2.7 << 3.4 << 4.5;
}

这不起作用，大多数情况下它会抛出一个异常，并且有几次它只显示一些垃圾值。

void MainWindow::addData()
{
    QVector<double> tempVec; // Create a temprory vector
    tempVec << 2.7 << 3.4 << 4.5;
    myVec << &tempVec;
}

当然，这也不起作用，因为一旦tempVec退出addData()，addData()就会被销毁。

void MainWindow::addData()
{
    QVector<double> tempVec; // Create a temprory vector
    tempVec << 2.7 << 3.4 << 4.5;
    myVec << &QVector(tempVec);
}

我认为这样做是可行的，因为我不是存储tempVec的地址，而是将tempVec复制到新的QVector中并将其地址分配给myVec，但它也会引发异常。

是否有任何方法可以将QVector 纯粹作为指针存储在另一个QVector中？

Answer 1

您正在存储对象的地址，然后这些对象被销毁。这意味着您的指针向量包含悬空指针：

void MainWindow::addData()
{
    myVec << &QVector<double>(0);
    // the temporary vector is destroyed here and myVec contains a
    // dangling pointer
    *myVec[0] << 2.7 << 3.4 << 4.5;
}

我很惊讶您的编译器竟然接受这段代码，因为获取临时地址应该是编译错误。临时命名允许编译，但也没有什么更好的，因为仍然有一个悬空指针：

void MainWindow::addData()
{
    QVector<double> tempVec(0);
    myVec << &tempVec;
    *myVec[0] << 2.7 << 3.4 << 4.5;
} // <-- tempVec is destroyed here, so you get a dangling pointer

如果存储指向对象的指针，则需要确保无论何时访问该指针，该对象仍然存在。

解决这一问题的一种方法是在存储地址之前用new分配每个向量。但是，当您不再需要指针时，您需要记住delete。相反，您可以使用智能指针代替。在这种情况下，std::unique_ptr可以完成任务，但不幸的是，QVector不能存储不可复制的精灵。所以你需要std::shared_ptr。这样，您不需要将指针存储在其他任何地方，只需存储myVec

#include <memory>

QVector<std::shared_ptr<QVector<double>>> myVec;

// ...

void MainWindow::addData()
{
    myVec << std::make_shared<QVector<double>>(0);
    *myVec[0].get() << 2.7 << 3.4 << 4.5;
}

如果您不完全需要QVector，并且可以使用std::vector，我建议您这样做，因为它可以很好地存储std::unique_ptr元素：

#include <memory>
#include <vector>

std::vector<std::unique_ptr<QVector<double>>> myVec;

// ...

void MainWindow::addData()
{
    myVec.push_back(std::make_unique<QVector<double>>(0));
    *myVec[0].get() << 2.7 << 3.4 << 4.5;
}

如果您确实需要存储原始指针，并且不能使用智能指针，那么恐怕您需要通过使用new分配指向对象，然后使用myVec完成并且不再需要时，使用delete进行清理。

QVector<QVector<double>*> myVec;

// ...

void MainWindow::addData()
{
    myVec << new QVector<double>(0);
    *myVec[0] << 2.7 << 3.4 << 4.5;
}

// Cleanup code you need to call when you no longer need myVec
for (auto ptr : myVec) {
    delete ptr;
}

请记住，如果从myVec中删除指针或用不同的指针覆盖指针，也需要删除指针。这既乏味又容易出错。当你忘记去做的时候，你就会漏出记忆。因此，我建议选择unique_ptr路由，它将自动为您删除指针。

最后，在您的情况下，这可能更好，您可以完全避免指针，并通过使用将向量转换为rvalue，从而将移动到myVec中。不确定QVector如何处理移动语义，但std::vector做得很好，在这种情况下，您将对“内部”和“外部”向量使用std::vector。作为一种优化，如果您知道需要存储的加倍量，可以使用reserve()预分配，以避免在添加元素时重新分配的代价高昂：

#include <memory>
#include <vector>

std::vector<std::vector<double>> myVec;

// ...

void MainWindow::addData()
{
    std::vector<double> tmpVec;
    tmpVec.reserve(amount_of_elements);
    
    tmpVec.push_back(2.4);
    tmpVec.push_back(3.7);
    // etc until filled

    myVec.push_back(std::move(tmpVec));
}

对于移动，如果涉及到的对象支持移动语义，则不执行分配或副本。正如前面提到的，std::vector是这样做的。

非常重要的是:在对象被“移出”(本例中为tmpVec)之后，它处于有效但未指定的状态(通常为空)。