为此任务分配内存的最快方法

Question

我正在开发 C++/OpenGL 3D 网格建模软件。基本上是一个极其原始的搅拌机。

A

Mesh

包含顶点缓存（下面的

EditCache<Vertex>

类），其顶点数据存储在单个块中以发送到 glBufferData。这就是下面的

vertices

向量。然后与每个顶点关联的是边索引和面索引的动态数组，它们引用包含该顶点的边和面的 ID。

template<typename T>
class EditCache {
private:
    std::vector<T> vertices;
    std::vector<std::vector<int>> edge_indices;
    std::vector<std::vector<int>> face_indices;

public:
int addVertex(T vertex) {
        vertices.push_back(vertex);
        edge_indices.push_back(std::vector<int>());
        face_indices.push_back(std::vector<int>());
        return vertices.size() - 1;
    }

void pairEdgeIndex(int vertex_index, int edge_index) {
        edge_indices[point_index].push_back(edge_index);
    }

void pairFaceIndex(int vertex_index, int face_index) {
        face_indices[point_index].push_back(face_index);
    }

...

};

当在现有顶点的

Mesh

类中创建新边或面时，新边/面的 ID 会被推回到与该类中每个顶点关联的

edge_indices

/

face_indices

中的数组。边缘/面。创建新顶点时，它会被推回

vertices

数组，并在新顶点位置推回两个新的空向量，以保存新顶点所在的边和面列表。

数据结构大致如下（不是如何存储在内存中）。

- vertex_0 | { edge_0, ..., edge_n } | { face_0, ..., face_m }
- vertex_1 | { edge_0, ..., edge_n } | { face_0, ..., face_m }
- vertex_2 | { edge_0, ..., edge_n } | { face_0, ..., face_m }
- ...

其中每条边或面列表的长度都是可变的。在内存中，每列（顶点、边索引和面索引）都是三个独立的数组。

创建新的四边形、面或具有许多新顶点的更大结构时，我必须多次执行多个

std::vector.push_back()

来创建新顶点并将每个顶点与其每个新边和面配对。而且一一分配内存确实很慢。我认为还有优化空间的地方是：

1.) 边和面 ID 的数组不必是连续的，它们可以是链表。

2.) 我会知道在任务开始时我将添加多少分。

因此，在完美的世界中，我会分配所需大小的单个块，然后将每个数据点一一附加到该新空间中的每个链表。我怎样才能完成这个任务？当然，我不喜欢暴露

new

和

delete

操作以及暴露指向可用空间的原始指针。有没有办法用

std::unique_ptr

或

std::shared_ptr

做到这一点？如何以安全的方式分配内存？

Answer 1

因此，在完美的世界中，我会分配所需大小的单个块，然后将每个数据点一一附加到该新空间中的每个链表。我怎样才能完成这个任务？

当您知道需要多少空间时，您可以预先为向量预留空间：

 std::vector<int> x;
 x.reserve(100000);

 // then later
 x.push_back(42);  // no allocation happens here

坦率地说，我认为你的其他问题只是因为预期事情比实际情况更复杂而引发。为此，您不需要手动

new

也不需要

delete

，也不需要智能指针，向量可以做到这一点（而且它并不不安全）。