我可以用std::vector<std::vector<T>>来表示C++中的二维数组吗？

Question

最近，我学习了如何使用指针在普通C中实现二维和三维数组，但是作为一个C++爱好者，我也想知道如何在C++中实现多维数组。

我知道在C++中进行一维数组的首选方法是使用std::vector<T>，但是二维和三维数组呢？它们会被表示为std::vector<std::vector<T>>和std::vector<std::vector<std::vector<T>>>吗？

Answer 1

当然，您可以使用类std::vector来模拟数组。例如

#include <iostream>
#include <vector>

int main() 
{
    size_t n;
    size_t m;

    std::cout << "Enter the number of rows: ";
    std::cin >> n;

    std::cout << "Enter the number of columns: ";
    std::cin >> m;

    std::vector<std::vector<int>> v( n, std::vector<int>( m ) );

    return 0;
}

另外，当列数是编译时间常数时，还可以考虑使用std::vector与std::array的组合。

例如，所谓的三维数组的定义可以看上去像这样。

std::vector<std::vector<std::vector<int>>> 
    v( 2, std::vector<std::vector<int>>( 3, std::vector<int>( 4 ) ) );

一个更有趣的例子

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>

int main() 
{
    size_t n;
    size_t m;

    std::cout << "Enter the number of rows: ";
    std::cin >> n;

    std::cout << "Enter the number of columns: ";
    std::cin >> m;

    std::vector<std::vector<int>> v( n, std::vector<int>( m ) );

    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        std::iota( v[i].begin(), v[i].end(), i * m );
    }

    for ( const auto &v1 : v )
    {
        for ( auto x : v1 ) std::cout << x << ' ';
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

如果n和m相应地输入3和5，则输出为

0 1 2 3 4 
5 6 7 8 9 
10 11 12 13 14 

Answer 2

虽然您可以在技术上做到这一点，但是使用单个std::vector<T>并手工计算偏移量是一个更好的主意。由此产生的内存布局将更加易于缓存，因为所有的东西都将紧密地打包在一起，并且可以按顺序遍历，或者没有间接的索引。

但是，如果C++11是一个选项，并且您的数组的大小在编译时是固定的，那么您应该使用嵌套的std::array。动态分配可以很容易地通过std::unique_ptr实现。但是，请注意，数据不一定是子数组之间严格连续的，这可能是一个问题，当与API的接口需要一个单一的ol‘’数据块。

Answer 3

好的!

#include <vector>
#include <iostream>

int main()
{
    typedef std::vector<double> VD;
    typedef std::vector<VD>    VVD;

    // 10x5 matrix filled with ones
    VVD mtx(10, VD(5, 1));

    std::cout << mtx.size() << " " << mtx[0].size() << std::endl;
    std::cout << mtx[3][2] << std::endl;


    return 0;
}