Хороший C-эквивалент STL-вектора?

Я заметил, что в нескольких местах нашей базы кода мы используем динамически расширяющиеся массивы, т.е. базовую матрицу, связанную с счетчиком элементов и значением "max elements".

То, что я хочу сделать, это заменить их общей структурой данных и функциями полезности для обычных объектно-ориентированных причин. Элементы массива могут быть либо базовыми типами данных, либо структурами, мне нужен быстрый случайный доступ к элементам и, предпочтительно, реализация типа безопасная.

Итак, в основном, я бы хотел использовать вектор STL, но база кода ограничена C89, поэтому мне нужно придумать что-то еще: -)

Я подумал и взвесил этот первоначальный проект, чтобы показать, на что я нацелен:

/* Type-safe dynamic list in C89 */

#define list_declare(type) typedef struct _##type##_list_t { type * base_array; size_t elements; size_t max_size; } type##_list_t
#define list(type) type##_list_t
#define list_new(type, initial_size) { calloc(initial_size, sizeof(type)), 0, initial_size }
#define list_free(list) free(list.base_array)
#define list_set(list, place, element) if ( list.elements < list.max_size ) { list.base_array[place] = element; } else { /* Array index out of bounds */ }
#define list_add(list, element) if ( list.elements < list.max_size ) { list.base_array[list.elements++] = element; } else { /* Expand array then add */ }
#define list_get(list, n) list.base_array[n]

/* Sample usage: */

list_declare(int);

int main(void)
{
    list(int) integers = list_new(int, 10);
    printf("list[0] = %d\n", list_get(integers, 0));
    list_add(integers, 4);
    printf("list[0] = %d\n", list_get(integers, 0));
    list_set(integers, 0, 3);
    printf("list[0] = %d\n", list_get(integers, 0));
    list_free(integers);

    return EXIT_SUCCESS;
}

... однако, должен быть кто-то еще, кто сделал это раньше. Я знаю о реализации FreeBSD sys/queue.h аналогичной концепции для некоторых разных очередей, но я не могу найти ничего подобного для массивов.

Кто-нибудь здесь мудрее?

Ответ 1

glib предоставляет тип GArray, который реализует динамически растущий массив. Если вы можете использовать внешние сторонние библиотеки, glib почти всегда является хорошим выбором в качестве "стандартной" библиотеки для C. Он предоставляет типы для всех основных структур данных, для строк Unicode, для значений даты и времени и т.д.

Ответ 2

Существует sglib, который реализует различные списки, hashmaps и rbtrees в общем виде (т.е. специализируется на типе). Существует также функция быстрой сортировки для массивов:

Ответ 3

qLibc реализует вектор в чистом C. Структура данных позволяет хранить любой тип объекта, например (объект void *), и предоставляет удобные оболочки для строковых, форматированных строк и целых типов.

Вот пример кода для вашей идеи.

qvector_t *vector = qvector(QVECTOR_OPT_THREADSAFE);
vector->addstr(vector, "Hello");
vector->addstrf(vector, "World %d", 123);
char *finalstring = vector->tostring(vector);

printf("%s", finalstring);
free(finalstring)
vector->free(vector);

для типа объекта:

int a = 1, b = 2;
qvector_t *vector = qvector(QVECTOR_OPT_THREADSAFE);
vector->add(vector, (void *)&a, sizeof(int));
vector->add(vector, (void *)&b, sizeof(int));
int *finalarray = vector->toarray(vector);

printf("a = %d, b = %d", finalarray[0], finalarray[1]);
free(finalarray)
vector->free(vector);

Примечание) Я сделал этот пример кода только для вашей справки, скопировав его код примера.     он может иметь опечатки.

Вы можете проверить ссылку Full API на http://wolkykim.github.io/qlibc/

Ответ 4

здесь простая замена вектора, его ОДНАЯ функция для всех, ее строго C89 и threadafe; libs слишком сложны для меня, я использую свои собственные; нет производительности, но проста в использовании

/* owner-structs too */
typedef struct {
  char name[20],city[20];
  int salary;
} My,*Myp;

typedef char Str80[80];

/* add here your type with its size */
typedef enum {SPTR,INT=sizeof(int),DOUBLE=sizeof(double),S80=sizeof(Str80),MY=sizeof(My)} TSizes;

typedef enum {ADD,LOOP,COUNT,FREE,GETAT,GET,REMOVEAT,REMOVE} Ops;

void *dynarray(char ***root,TSizes ts,Ops op,void *in,void *out)
{
  size_t d=0,s=in?ts?ts:strlen((char*)in)+1:0;
  char **r=*root;
  while( r && *r++ ) ++d;
  switch(op) {
  case ADD:   if( !*root ) *root=calloc(1,sizeof r);
              *root=realloc(*root,(d+2)*sizeof r);
              memmove((*root)+1,*root,(d+1)*sizeof r);
              memcpy(**root=malloc(s),in,s);
              break;
  case LOOP:  while( d-- ) ((void (*)(char*))in)((*root)[d]); break;
  case COUNT: return *(int*)out=d,out;
  case FREE:  if(r) {
                ++d; while( d-- ) realloc((*root)[d],0);
                free(*root);*root=0;
              } break;
  case GETAT: { size_t i=*(size_t*)in;
                if(r && i<=--d)
                  return (*root)[d-i];
              } break;
  case GET:   { int i=-1;
                while( ++i,d-- )
                if( !(ts?memcmp:strncmp)(in,(*root)[d],s) )
                  return *(int*)out=i,out;
                return *(int*)out=-1,out;
              }
  case REMOVEAT: { size_t i=*(size_t*)in;
                   if(r && i<=--d) {
                     free((*root)[d-i]);
                     memmove(&(*root)[d-i],&(*root)[d-i+1],(d-i+1)*sizeof r);
                     return in;
                   }
                 } break;
  case REMOVE: while( *(int*)dynarray(root,ts,GET,in,&d)>=0 )
                 dynarray(root,ts,REMOVEAT,&d,0);
  }
  return 0;
}

void outmy(Myp s)
{
  printf("\n%s,%s,%d",s->name,s->city,s->salary);
}

main()
{
  My    z[]={{"Buffet","Omaha",INT_MAX},{"Jobs","Palo Alto",1},{"Madoff","NYC",INT_MIN}};
  Str80 y[]={ "123","456","7890" };
  char **ptr=0;
  int x=1;

  /* precondition for first use: ptr==NULL */
  dynarray(&ptr,SPTR,ADD,"test1.txt",0);
  dynarray(&ptr,SPTR,ADD,"test2.txt",0);
  dynarray(&ptr,SPTR,ADD,"t3.txt",0);

  dynarray(&ptr,SPTR,REMOVEAT,&x,0); /* remove at index/key ==1 */
  dynarray(&ptr,SPTR,REMOVE,"test1.txt",0);

  dynarray(&ptr,SPTR,GET,"t3.txt",&x);
  dynarray(&ptr,SPTR,LOOP,puts,0);

  /* another option for enumerating */
  dynarray(&ptr,SPTR,COUNT,0,&x);
    while( x-- )
      puts(ptr[x]);
  dynarray(&ptr,SPTR,FREE,0,0); /* frees all mallocs and set ptr to NULL */

  /* start for another (user)type */
  dynarray(&ptr,S80,ADD,y[0],0);
  dynarray(&ptr,S80,ADD,y[1],0);
  dynarray(&ptr,S80,ADD,y[2],0);
  dynarray(&ptr,S80,ADD,y[0],0);
  dynarray(&ptr,S80,LOOP,puts,0);
  dynarray(&ptr,S80,FREE,0,0); /* frees all mallocs and set ptr to NULL */

  /* start for another (user)struct-type */
  dynarray(&ptr,MY,ADD,&z[0],0);
  dynarray(&ptr,MY,ADD,&z[1],0);
  dynarray(&ptr,MY,ADD,&z[2],0);
  dynarray(&ptr,MY,ADD,&z[0],0);
  dynarray(&ptr,MY,LOOP,outmy,0);
  dynarray(&ptr,MY,FREE,0,0);

  return 0;
}

Ответ 5

Обычно я запускаю свой собственный код для таких целей, как этот, как и вы. Это не особенно сложно, но с типом безопасности и т.д. Нелегко достижимо без целого каркаса OO.

Как упоминалось ранее, glib предлагает то, что вам нужно - если glib2 слишком большой для вас, вы все равно можете пойти с glib1.2. Он довольно старый, но не имеет внешних зависимостей (кроме pthread, если вам нужна поддержка потоков). При необходимости код может быть интегрирован в более крупные проекты. Это лицензия LGPL.

Ответ 6

Я использую следующую реализацию макросов без проблем. Это не полная реализация, но автоматически растет массив:

#define DECLARE_DYN_ARRAY(T) \
    typedef struct \
    { \
        T *buf; \
        size_t n; \
        size_t reserved; \
    } T ## Array;

#define DYN_ARRAY(T) T ## Array

#define DYN_ADD(array, value, errorLabel) DYN_ADD_REALLOC(array, value, errorLabel, realloc)

#define DYN_ADD_REALLOC(array, value, errorLabel, realloc) \
    { \
        if ((array).n >= (array).reserved) \
        { \
            if (!(array).reserved) (array).reserved = 10; \
            (array).reserved *= 2; \
            void *ptr = realloc((array).buf, sizeof(*(array).buf)*(array).reserved); \
            if (!ptr) goto errorLabel; \
            (array).buf = ptr; \
        } \
        (array).buf[(array).n++] = value; \
    }

Для использования первой записи: DECLARE_DYN_ARRAY(YourType)

Чтобы объявить переменные, вы пишете DYN_ARRAY(YourType) array = {0}.

Вы добавляете элементы с помощью DYN_ADD(array, element, errorLabel).

Доступ к элементам осуществляется с помощью array.buf[i].

Вы получаете количество элементов с array.n.

Когда закончите, вы освободите его с помощью free(array.buf) (или любой другой функции, которую вы использовали для его выделения).