c++26新功能—inplace_vector

一、inplace_vector

inplace_vector，看上去有些古怪，在前面的标准库中，已经有了std::array和std::vector，为什么在标准库中又设计一个inplace_vector？只有一个原因，实际的应用场景有需要。比如在嵌入式系统中，开发者可能需要vector的一些灵活的操作但又不愿意二次动态扩展，使用数组又有可能无法控制数组动态的大小（比如在范围内的动态增减，需要手动进行标记和识别，移动等）。
或者可以这样理解，可能需要一个数据处理量不大（不需要动态分配内存），但应用又可以自动管理自身数据内容的容器即类似于std::vector与std::array二者之间的一种容器。这样既有了数组的效率又有了向量的灵活。当然，这种容器应用的场景也被限定了，只能是小数据量情况下，一般会在K级内。
所以在C++26中就推出了这个std::inplace_vector,用来实现上述的这种应用场景，需要说明的是，它分配的栈空间上，容量固定，大小可变，在处理小数据量时优势更明显。

二、与std::array和std::vector的比较

既然分析了std::inplace_vector，那么std::inplace_vector与std::array和std::vector的具体的区别有哪些呢？
1、std::vector分配在堆空间上，而其它两个分配在栈空间上
2、std::vector在运行时大小容量可变化（二次分配），但在其它两个容器在编译时则已经固定容量
3、std::array的大小是不可变的，即大小和容量保持一致；而其它两个大小可变（即容量和大小分离），不过std::inplace_vector大小只能固定的容量范围内变化
4、std::vector可能在运行时再次进行容量的扩展，其它两个容器则永远不会
5、std::array没有异常处理，而其它两个都存在异常处理的情况

三、应用场景

std::inplace_vector的特点就是其应用的场景的特点，或者说是应用的需求特点确定了std::inplace_vector的特点。从此处可以看出std::inplace_vector的应用场景：
1、嵌入式和低功耗的设备
一般无法或很少动态分配内存，主要是为了提高处理效率，提高访问速度
2、对延时控制要求很高的场景
比如实时系统或高频交易，毕竟std::inplace_vector在栈上操作也不进行二次扩展
3、需要在某些需要动态调整大小的场景下
比如在常量求值期骨需要动态处理数组的大小的情况

四、例程

看一下官网相关的例程：

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cassert>
#include <inplace_vector>int main()
{std::inplace_vector<int, 4> v1{0, 1, 2};assert(v1.max_size() == 4);assert(v1.capacity() == 4);assert(v1.size() == 3);assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2}));assert(v1[0] == 0);assert(v1.at(0) == 0);assert(v1.front() == 0);assert(*v1.begin() == 0);assert(v1.back() == 2);v1.push_back(3);assert(v1.back() == 3);assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2, 3}));v1.resize(3);assert(std::ranges::equal(v1, std::array{0, 1, 2}));assert(v1.try_push_back(3) != nullptr);assert(v1.back() == 3);assert(v1.size() == 4);assert(v1.try_push_back(13) == nullptr); // no placeassert(v1.back() == 3);assert(v1.size() == 4);v1.clear();assert(v1.size() == 0);assert(v1.empty());
}

这个代码还是非常简单的，就不做具体分析了。有兴趣的可以详细的用相关工具进行对比分析，就能更好的理解此容器的应用。

五、总结

越看标准的演进，越可以发现，标准真的是一边向其它高级语言对齐一些优秀的应用特点；另外一边还要不停的把缺失的应用场景不断的补齐。std::inplace_vector就是典型的一种情况，其实这种场景下，直接用数组操作然后再做一些处理也可以达到类似的效果。可如果标准库中有的话，大家肯定更乐意使用标准库的容器。
一面不断创新，一面不断完善，这就是标准的强大之处。