Как работать с очень большим 2D-массивом в C++

Мне нужно создать массив 2D int размером 800x800. Но это создает переполнение стека (ха-ха).

Я новичок в C++, так что я должен сделать что-то вроде вектора векторов? И просто инкапсулировать 2d-массив в класс?

в частности, этот массив является моим zbuffer в графической программе. Мне нужно сохранить значение z для каждого пикселя на экране (следовательно, большой размер 800x800).

спасибо!

8
2d arrays c++ graphics zbuffer

10 ответов

вам нужно около 2,5 мегабайт, поэтому просто использовать кучу должно быть хорошо. Вам не нужен вектор, если вам не нужно изменить его размер. См.C++ FAQ Lite для примера использования массива кучи" 2D".

int *array = new int[800*800];

(Не забудьте delete[] это, когда вы закончите.)

11

каждый пост до сих пор оставляет управление памятью для программиста. Этого можно и нужно избегать. ReaperUnreal чертовски близок к тому, что я бы сделал, за исключением того, что я бы использовал вектор, а не массив, а также сделал параметры шаблона измерений и изменил функции доступа-и о просто IMNSHO очистить вещи немного:

template <class T, size_t W, size_t H>
class Array2D
{
public:
    const int width = W;
    const int height = H;
    typedef typename T type;

    Array2D()
        : buffer(width*height)
    {
    }

    inline type& at(unsigned int x, unsigned int y)
    {
        return buffer[y*width + x];
    }

    inline const type& at(unsigned int x, unsigned int y) const
    {
        return buffer[y*width + x];
    }

private:
    std::vector<T> buffer;
};

Теперь вы можете выделить этот 2-D массив в стеке просто отлично:

void foo()
{
    Array2D<int, 800, 800> zbuffer;

    // Do something with zbuffer...
}

надеюсь, это поможет!

EDIT: удаленный массив спецификация от Array2D::buffer. Спасибо Andreas за что!

10

пример Кевина хорош, однако:

std::vector<T> buffer[width * height];

должно быть

std::vector<T> buffer;

расширяя его немного, вы можете, конечно, добавить оператор-перегрузки вместо at () - функции:

const T &operator()(int x, int y) const
{
  return buffer[y * width + x];
}

и

T &operator()(int x, int y)
{
  return buffer[y * width + x];
}

пример:

int main()
{
  Array2D<int, 800, 800> a;
  a(10, 10) = 50;
  std::cout << "A(10, 10)=" << a(10, 10) << std::endl;
  return 0;
}
4

вы могли бы сделать вектор векторов, но это будет иметь некоторые накладные расходы. Для Z-буфера более типичным методом было бы создание массива размером 800*800=640000.

const int width = 800;
const int height = 800;
unsigned int* z_buffer = new unsigned int[width*height];

затем получите доступ к пикселям следующим образом:

unsigned int z = z_buffer[y*width+x];
2

я мог бы создать один массив измерений 800*800. Вероятно, более эффективно использовать одно такое распределение, а не выделять 800 отдельных векторов.

int *ary=new int[800*800];

затем, вероятно, инкапсулируйте это в класс, который действовал как 2D-массив.

class _2DArray
{
  public:
  int *operator[](const size_t &idx)
  {
    return &ary[idx*800];
  }
  const int *operator[](const size_t &idx) const
  {
    return &ary[idx*800];
  }
};

абстракция, показанная здесь, имеет много отверстий, e.g, что произойдет, если вы получите доступ к концу "строки"? Книга " эффективный C++" имеет довольно хорошее обсуждение написания хорошего многомерного массивы в C++.

2

одна вещь, которую вы можете сделать, это изменить размер стека (если вы действительно хотите, чтобы массив в стеке) с VC флагом для этого [/F] (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/tdkhxaks (VS.80).aspx).

но решение, которое вы, вероятно, хотите, это поместить память в кучу, а не в стек, для этого вы должны использовать vector of vectors.

следующая строка объявляет vector из 800 элементов, каждый элемент-это vector из 800 ints и избавляет от ручного управления памятью.

std::vector<std::vector<int> > arr(800, std::vector<int>(800));

обратите внимание на пространство между двумя закрывающими угловыми скобками (> >), который требуется для того, чтобы устранить его из оператора shift right (который больше не будет нужен в C++0x).

1

или вы можете попробовать что-то вроде:

boost::shared_array<int> zbuffer(new int[width*height]);

вы все равно сможете это сделать:

++zbuffer[0];

больше не беспокойтесь об управлении памятью, нет пользовательских классов, чтобы заботиться, и это легко бросить вокруг.

1

есть C, как способ сделать:

const int xwidth = 800;
const int ywidth = 800;
int* array = (int*) new int[xwidth * ywidth];
// Check array is not NULL here and handle the allocation error if it is
// Then do stuff with the array, such as zero initialize it
for(int x = 0; x < xwidth; ++x)
{
    for(int y = 0; y < ywidth; ++y)
    {
         array[y * xwidth + x] = 0;
    }
}
// Just use array[y * xwidth + x] when you want to access your class.

// When you're done with it, free the memory you allocated with
delete[] array;

вы можете инкапсулировать y * xwidth + x внутри класса с простым методом get и set (возможно, с перегрузкой [] оператор, если вы хотите начать переход на более продвинутый C++). Я бы рекомендовал добраться до этого медленно, хотя, если вы только начинаете с C++ и не начинаете создавать повторно используемые полностью шаблоны классов для массивов N-измерений, которые просто запутают вас, когда вы начинаете.

как только вы в графической работе вы можете обнаружить, что накладные расходы на вызовы дополнительных классов могут замедлить ваш код. Однако не беспокойтесь об этом, пока ваше приложение не будет достаточно быстрым, и вы можете профилировать его, чтобы показать, где потеряно время, а не затруднять его использование в начале с возможной ненужной сложностью.

я обнаружил, что FAQ c++ lite отлично подходит для такой информации. В частности, на ваш вопрос дан ответ by:

http://www.parashift.com/c++-faq-lite/freestore-mgmt.html#faq-16.16

1

вы можете выделить массив на статическом хранилище (в области файла или добавить static квалификатор в области функций), если вам нужен только один экземпляр.

int array[800][800];

void fn()
{
    static int array[800][800];
}

таким образом, он не пойдет в стек, и вам не придется иметь дело с динамической памятью.

1

ну, основываясь на том, что начал Найл Райан, если производительность является проблемой, вы можете сделать этот шаг дальше, оптимизировав математику и инкапсулировав это в класс.

Итак, начнем с немного математики. Напомним, что 800 можно записать в степени 2 как:

800 = 512 + 256 + 32 = 2^5 + 2^8 + 2^9

таким образом, мы можем написать нашу функцию адресации как:

int index = y << 9 + y << 8 + y << 5 + x;

поэтому, если мы инкапсулируем все в хороший класс, мы получаем:

class ZBuffer
{
public:
    const int width = 800;
    const int height = 800;

    ZBuffer()
    {
        for(unsigned int i = 0, *pBuff = zbuff; i < width * height; i++, pBuff++)
            *pBuff = 0;
    }

    inline unsigned int getZAt(unsigned int x, unsigned int y)
    {
        return *(zbuff + y << 9 + y << 8 + y << 5 + x);
    }

    inline unsigned int setZAt(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int z)
    {
        *(zbuff + y << 9 + y << 8 + y << 5 + x) = z;
    }
private:
    unsigned int zbuff[width * height];
};
-1