c++ map 容器不存放指針

我對 c++ 容器的使用印象就是容器中最好存對象的指針，不要直接存放對象。看下面的代碼片斷，最好用 vec1 ，而 vec2 在添加對象到容器中時，會多一次複製。

struct container {
	int a;
	int b;
};
std::vector<container*> vec1;
std::vector<container> vec2;

因此我潛意識就是存放指針，不要直接存放對象。而後在實際開發中，有些不那麼重要能知足需求的功能要是能採用更簡潔的代碼來實現，那就是太好了。上例中 vec1 在釋放內存時還須要遍歷 vector 釋放元素指向的對象，而 vec2 則沒必要，代碼就簡潔一部分。

我在看 opengl 代碼時看見一個例子。opengl 能夠調用 glDrawArrays 繪製，也能夠調用 glDrawElements 繪製，前者直接傳入頂點數組數據。後者傳入的是索引，如有相同的頂點數據則它們的索引是相同的，就有沒必要傳送相同數據的效果。我看見的代碼就是如何從一坨頂點數據中找到相同的頂點數據，並生成一個索引數組。舉個例子如有 4 個頂點，座標分別爲 (0, 0, 0), (1, 1, 1), (0, 0, 0), (2, 2, 2) 。使用索引時頂點數據就簡化成 (0, 0, 0), (1, 1, 1), (2, 2, 2) 而頂點索引數據則是 {0, 1, 2, 0} 。簡單來講就是找出相同的頂點數據。

下面把那個 opengl 例子簡化了，只關注如何找出相同的頂點數據。具體代碼以下。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <map>
#include <string>
#include <vector>

struct vec3 {
	float x;
	float y;
	float z;
};

struct vec2 {
	float x;
	float y;
};

struct PackedVertex {
	vec3 position;
	vec2 uv;
	
	// 最妙的地方。
	bool 
	operator<(const PackedVertex that) const {
		return memcmp((void*)this, (void*)&that, sizeof(PackedVertex)) > 0;
	}

	std::string
	str() const {
		char buff[100];
		snprintf(buff, 100, "(%f,%f,%f)(%f,%f)", position.x, position.y, position.z, uv.x, uv.y);
		std::string str(buff);
		return str;
	}
};

short 
get_index( 
	PackedVertex &packed, 
	std::map<PackedVertex, short> &vertex_to_index) {
	std::map<PackedVertex, short>::iterator it = vertex_to_index.find(packed);
	if (it == vertex_to_index.end()) {
		return -1;
	} else {
		return it->second;
	}
}

vec3
fill_vec3(float x, float y, float z) {
	vec3 v3 = {x, y, z};
	return v3;
}

vec2
fill_vec2(float x, float y) {
	vec2 v2 = {x, y};
	return v2;
}

int
main() {
	std::vector<vec3> vertices;
	std::vector<vec2> uvs;

	vertices.push_back(fill_vec3(1, 1, 1)); // [0]
	uvs.push_back(fill_vec2(0.1, 0.1));
	vertices.push_back(fill_vec3(2, 2, 2)); // [1]
	uvs.push_back(fill_vec2(0.2, 0.2));
	vertices.push_back(fill_vec3(3, 3, 3)); // [2]
	uvs.push_back(fill_vec2(0.3, 0.3));
	vertices.push_back(fill_vec3(2, 2, 2));
	uvs.push_back(fill_vec2(0.2, 0.2));
	vertices.push_back(fill_vec3(1, 1, 1));
	uvs.push_back(fill_vec2(0.1, 0.1));
	vertices.push_back(fill_vec3(4, 4, 4)); // [3]
	uvs.push_back(fill_vec2(0.4, 0.4));
	vertices.push_back(fill_vec3(4, 4, 4));
	uvs.push_back(fill_vec2(0.4, 0.4));

	std::map<PackedVertex, short> vertex_to_index;
	short index;
	for (unsigned int i = 0; i < vertices.size(); i++) {
		PackedVertex packed = {vertices[i], uvs[i]};
		index = get_index(packed, vertex_to_index);
		if (index < 0) {
			index = vertex_to_index.size();
			vertex_to_index[packed] = index;
		}
	}

	std::map<PackedVertex, short>::iterator iter = vertex_to_index.begin();
	for (; iter != vertex_to_index.end(); iter++) {
		printf("%s %d\n", iter->first.str().c_str(), iter->second);
	}

	return 0;
}

使用 map 容器時，須要元素能夠比較，例子中重載 < 操做符真的讓我很驚喜。這段代碼沒有使用指針，所以也不須要顯示的釋放內存，雖然添加對象到 map 容器中時，會複製 PackedVertex 對象，可是有些場合這種代碼仍是能知足需求的。

編譯。 g++ -o test test.cpp -static 執行結果以下。

(4.000000,4.000000,4.000000)(0.400000,0.400000) 3
(1.000000,1.000000,1.000000)(0.100000,0.100000) 0
(3.000000,3.000000,3.000000)(0.300000,0.300000) 2
(2.000000,2.000000,2.000000)(0.200000,0.200000) 1