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使用 vector/初始化列表的任何类型的 C++11 动态多维数组

coder 2024-02-12 原文

如何创建维度在运行时确定的多维数组(矩阵)。

最好的方法似乎是采用维度 vector 进行构建，同时采用偏移量 vector 来访问各个元素

这也将允许使用初始化列表:

这应该采用在编译时确定的类型矩阵，因此模板有意义

C++11的特性要酌情使用，lambda加分

示例用法:

int main(int, char **)
{
        static const std::size_t d1{2};
        static const std::size_t d2{3};
        static const std::size_t d3{4};
        multi_vec<std::size_t> q({d1,d2,d3});

        for (std::size_t i1=0; i1 < d1; ++i1)
                for (std::size_t i2=0; i2 < d2; ++i2)
                        for (std::size_t i3=0; i3 < d3; ++i3)
                                q[{i1,i2,i3}]=foo(i1,i2,i3);

        for (std::size_t i1=0; i1 < d1; ++i1)
                for (std::size_t i2=0; i2 < d2; ++i2)
                        for (std::size_t i3=0; i3 < d3; ++i3)
                                std::cout << "{"
                                        << i1 << ","
                                        << i2 << ","
                                        << i3 << "}=> "
                                        << foo(i1,i2,i3) << "=="
                                        << q[{i1,i2,i3}]
                                        << ((foo(i1,i2,i3) == q[{i1,i2,i3}])
                                              ? " good" : " ERROR")
                                << std::endl;
};

最佳答案

这实际上是将 lambda 与 std::for_each 和 unique_ptr 一起用于内存管理的好地方:

template <class T>
class multi_vec
{
public:
    using param=std::vector<size_t>;

    explicit multi_vec(const param& dimensions)
        : dim{dimensions}, prod {1}
    {
        std::for_each(dim.begin(), dim.end(), [this] (std::size_t val)
        {
            mult.emplace_back(prod);
            prod *= val;
        } );
        ptr.reset(new T[prod]);
    }
    std::size_t capacity() const { return prod; }

    // undefined if elements in lookup != elemenets in dim
    // undefined if any element in lookup
        // is greater than or equal to corresponding dim element
    T& operator[](const param& lookup)
    {
        return ptr[get_offset(lookup)];
    }
    const T operator[](const param& lookup) const
    {
        return ptr[get_offset(lookup)];
    }
private:
    std::size_t get_offset(const param& lookup) const
    {
        std::size_t offset=0;
        auto mit=mult.begin();
        std::for_each(lookup.begin(), lookup.end(), [&offset, &mit] (std::size_t val)
        {
            offset+=*mit * val;
           ++mit;
        } );
        return offset;
    }
    param dim;
    param mult;
    std::size_t prod;
    std::unique_ptr<T[]> ptr;
};

这使用一维数组进行实际存储并缓存乘法器以供重用 由于正常的多维数组，例如x[2][3][4] 不进行边界检查，越界被视为未定义，而不是不断检查可能有效的值。以同样的方式不检查查找的维度，如果需要，可以添加一个静态成员来检查参数是否有效，根据边界或维度。

关于使用 vector/初始化列表的任何类型的 C++11 动态多维数组，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/20846684/

多维ampsize_tsizestdc++templatesc++11multidimensional-arraylambda

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