代码之家 › 专栏 › 技术社区 › senseiwa

定义d维中的数字元组并访问它们

multidimensional-array templates c++

senseiwa · 技术社区 · 7 年前

任务是存储一系列 n 标量尺寸。想象一下有一个向量,一个矩阵,或者一个 n

举个例子,我想要一个1D长的数组 4 n == 2 , d == 1 ,在运行时,我说我需要一个

| d0 d1 | d0 d1 | d0 d1 | d0 d1 |

2x4 3双格子( n == 3 , d == 2 ,在运行时,我说我需要一个 2 * 4

| d0 d1 d2 | d0 d1 d2 | d0 d1 d2 | d0 d1 d2 |
| d0 d1 d2 | d0 d1 d2 | d0 d1 d2 | d0 d1 d2 |

例如,我如何访问 i, j -网格的第四个元素?当然是接线员。。。但我想写一封信操作员返回 引用元组 三个双打。

给出一个想法:

template <std::size_t n, std::size_t d, typename Number>
class storage
{
public:

    // Magic tricks here?
    auto operator()(std::size_t i_0, ..., std::size_t i_d) -> std::tuple<n std::ref<Number>s>
    {

    }
};

一返回 ?

至于用法,我希望能够像这样工作,例如在2D示例中:

 // define a matrix of three doubles
 storage<3, 2, double> storageobj(8);

 // get a block, these should be references
 auto block = storageobj(0, 1);
 std::get<0>(block) = -123.456;

请注意,我现在不关心如何访问内存中的元素的实际实现,而是关心返回类型的定义以及如何使 operator() 是这次演习的主要目标。

一些神奇的TMP能帮上忙吗?

1 回复 | 直到 7 年前

Jarod42 7 年前

我变了 MultiArray How to allocate & access 3D, 4D, 5D arrays? 有一些静态大小 std::array

template <typename T, std::size_t Dim>
class MultiArray
{
public:

    explicit MultiArray(const std::array<std::size_t, Dim>& dimensions) :
        dimensions(dimensions),
        values(computeTotalSize(dimensions))
    {
        assert(!values.empty());
    }

    const T& get(const std::array<std::size_t, Dim>& indexes) const
    {
        return values[computeIndex(indexes)];
    }
    T& get(const std::array<std::size_t>& indexes)
    {
        return values[computeIndex(indexes)];
    }

    std::size_t computeIndex(const std::array<std::size_t, Dim>& indexes) const
    {
        size_t index = 0;
        size_t mul = 1;

        for (size_t i = 0; i != dimensions.size(); ++i) {
            assert(indexes[i] < dimensions[i]);
            index += indexes[i] * mul;
            mul *= dimensions[i];
        }
        assert(index < values.size());
        return index;
    }

    std::array<std::size_t, Dim> computeIndexes(std::size_t index) const
    {
        assert(index < values.size());

        std::array<std::size_t, Dim> res;

        std::size_t mul = values.size();
        for (std::size_t i = dimensions.size(); i != 0; --i) {
            mul /= dimensions[i - 1];
            res[i - 1] = index / mul;
            assert(res[i - 1] < dimensions[i - 1]);
            index -= res[i - 1] * mul;
        }
        return res;
    }

private:
    std::size_t computeTotalSize(const std::array<std::size_t, Dim>& dimensions) const
    {
        std::size_t totalSize = 1;

        for (auto i : dimensions) {
            totalSize *= i;
        }
        return totalSize;
    }

private:
    std::array<std::size_t, Dim> dimensions;
    std::vector<T> values;
};

然后添加层以使其适应您的界面( 多阵列 可能写的和 storage_impl

转变 array<std::size_t, N> std::size_t, .., std::size_t ,我们使用 std::index_sequence<0, 1, 2, .., N - 1> 允许可变膨胀。然后我们只需将其转换为类型:

template <std::size_t, typename T>
using always_type = T;

template <std::size_t n, typename Seq, typename Number>
class storage_impl;

template <std::size_t n, typename Number, std::size_t ... Is>
class storage_impl<n, std::index_sequence<Is...>, Number>
{
public:
    storage_impl(always_type<Is, std::size_t>... dims) : array{{{dims...}}} ()

    std::array<Number, n>&
    operator()(always_type<Is, std::size_t>... indexes)
    {
        return array.get({{indexes...}});
    }

    const std::array<Number, n>&
    operator()(always_type<Is, std::size_t>... indexes) const
    {
        return array.get({{indexes...}});
    }

private:
    MultiArray<std::array<Number, n>, sizeof...(Is)> array;
};

template <std::size_t n, std::size_t d, typename Number>
using storage = storage_impl<n, std::make_index_sequence<d>, Number>;

用法类似于:

// define a 2D matrix of three doubles
 storage<3, 2, double> storageobj(2, 4); // matrix 2x4 of std::array<double, 3>

 auto&& block = storageobj(0, 1); // std::array<double, 3>&
 std::get<0>(block) = -123.456;   // or block[0] = -123.456