Question

我正在处理无法更改数据类型的库。我需要调用一个使用bool数组的函数。我正在使用的代码使用std::vector<bool>来存储布尔值。我已经阅读了很多关于std::vector<bool>以及SO相关问题的信息，但是我还没有找到解决我问题的最优雅的解决方案。这是性能至关重要的代码。如何以最有效的方式处理此问题？我可以更改存储在std::vector中的类型，但不能逃避使用std::vector的麻烦。

在我自己的问题中，我必须调用Fortran函数，但是我在C ++中做了一个最小的例子来说明问题。

#include <cstdio>
#include <vector>

void print_c_bool(bool* bool_array, size_t n)
{
    for (int i=0; i<n; ++i)
        printf("%d, %d\n", i, bool_array[i]);
}

int main()
{
    // This works.
    bool bool_array[5] = {true, false, false, true, false};
    print_c_bool(bool_array, 5);

    // This is impossible, but how to solve it?
    std::vector<bool> bool_vector {true, false, false, true, false};
    // print_c_bool(bool_vector.data(), bool_vector.size());

    return 0;
}

Answer 1

您知道该怎么做...创建临时布尔数组并复制值。

auto v = new bool[bool_vector.size()];
std::copy(bool_vector.begin(), bool_vector.end(), v);
print_c_bool(v, bool_vector.size());
delete[] v;

或

auto v = std::make_unique<bool>(bool_vector.size());
std::copy(bool_vector.begin(), bool_vector.end(), v.get());
print_c_bool(v.get(), bool_vector.size());

Answer 2

我可以更改存储在std::vector中的类型，但是我无法转义使用std::vector。

在这种情况下，您很不走运。 std::vector<bool>不存储布尔数组，其data()也不返回指向布尔数组的指针（就像所有其他std::vectors对其各自的数据类型一样）。

您可以玩一些技巧，并使用std::vector<uint8_t>或类似的方法，即使大小匹配，uint8_t*也不是bool*！鉴于函数无法更改，您只能通过将数据复制到bool数组中来避免违反严格的别名。

如果您确实关心性能，那么我建议您考虑不使用std::vector<bool>。例如，您真的需要动态尺寸吗？如果不使用std::array。

Answer 3

我尝试使用您的示例使其工作，并且以下（相当脏的）解决方案运行良好：

#include <iostream>
#include <vector>

void test_print(bool * arr, size_t s)
{
    for(unsigned int i = 0; i< s; ++i)
        std::cout << i << ": " << (arr[i]?"true\n":"false\n");
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    bool b_arr[5] = {true, false, false, true, false};
    test_print(b_arr, 5);

    //std::vector <uint8_t> b_vec = {true, false, false, true, false}; // former proposal
    std::vector <char> b_vec = {true, false, false, true, false}; // new proposal
    test_print(reinterpret_cast<bool*>(b_vec.data()), b_vec.size());

    return 0;
}

我得到的输出是：

0：正确
  1：错误
  2：错误
  3：是的
  4：错误

  0：是的
  1：错误
  2：错误
  3：是的
  4：错误

但是，我不知道它在每个系统/平台上的表现是否都一样。但是，如果您不打算更改您的系统/平台，并且确实可以在您的系统/平台上运行，那么即使它是一个非常肮脏的解决方案，我也认为它可以完成这项工作。

事实上，如果我们可以保证sizeof(bool) == sizeof(uint8_t)并假设true和false在内存中分别被视为整数1和0，解决方案将起作用，但不能成功。

我希望它能提供帮助。

编辑：用uint8_t类型替换了char。

EDIT2：

另一种不违反严格别名规则的解决方案是 Kamil Cuk 提到的一种解决方案，即创建一个Bool包装器并仍然检查sizeof(bool) == sizeof(Bool)

可能的实现方式（仅是基线代码）可以是：

struct Bool
{
    bool v;

    Bool(bool bv=false) : v(bv)
    {}
};

然后您将能够编写：

std::vector<Bool> b_vec {true, false, false, true, false};
test_print(reinterpret_cast<bool*>(b_vec.data()), b_vec.size());

对我有用：）

将std :: vector <bool>传递给外部函数

3 个答案: