在C ++中生成任意嵌套的向量

Posted

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了在C ++中生成任意嵌套的向量相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

我正在尝试编写一个函数，以生成任意嵌套的向量，并使用C ++中的给定特定值进行初始化。例如，期望auto test_vector = n_dim_vector_generator<2, long double>(static_cast<long double>(1), 1);创建一个类型为std::vector<std::vector<long double>>的“ test_vector”对象。该test_vector的内容应与以下代码相同。

    std::vector<long double> vector1;
    vector1.push_back(1);
    std::vector<std::vector<long double>> test_vector;
    test_vector.push_back(vector1);

n_dim_vector_generator函数的更复杂用法：

auto test_vector2 = n_dim_vector_generator<15, long double>(static_cast<long double>(2), 3);

在这种情况下，参数static_cast<long double>(2)作为向量中的数据，数字3作为推动时间。因此，此test_vector2的内容应与以下代码相同。

    std::vector<long double> vector1;
    vector1.push_back(static_cast<long double>(2));
    vector1.push_back(static_cast<long double>(2));
    vector1.push_back(static_cast<long double>(2));
    std::vector<std::vector<long double>> vector2;
    vector2.push_back(vector1);
    vector2.push_back(vector1);
    vector2.push_back(vector1);
    std::vector<std::vector<std::vector<long double>>> vector3;
    vector3.push_back(vector2);
    vector3.push_back(vector2);
    vector3.push_back(vector2);
    //...Totally repeat 15 times in order to create test_vector2
    std::vector<...std::vector<long double>> test_vector2;
    test_vector2.push_back(vector14);
    test_vector2.push_back(vector14);
    test_vector2.push_back(vector14);

实现n_dim_vector_generator功能的细节如下。

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename T, std::size_t N>
struct n_dim_vector_type;

template <typename T>
struct n_dim_vector_type<T, 0> 
    using type = T;
;

template <typename T, std::size_t N>
struct n_dim_vector_type 
    using type = std::vector<typename n_dim_vector_type<T, N - 1>::type>;
;


template<std::size_t N, typename T>
typename n_dim_vector_type<T,N>::type n_dim_vector_generator(T t, unsigned int);

template <std::size_t N, typename T>
typename n_dim_vector_type<T, N>::type n_dim_vector_generator<N, T>(T input_data, unsigned int push_back_times) 
    if (N == 0)
    
        return std::move(input_data);
    
    typename n_dim_vector_type<T, N>::type return_data;
    for (size_t loop_number = 0; loop_number < push_back_times; loop_number++)
    
        return_data.push_back(n_dim_vector_generator<N - 1, T>(input_data, push_back_times));
    
    return return_data;

结果，我得到一个错误'return': cannot convert from 'long double' to 'std::vector<std::vector<long double,std::allocator<long double>>,std::allocator<std::vector<long double,std::allocator<long double>>>>'，我知道它是由if (N == 0)块引起的，这是递归结构的终止条件。但是，如果我尝试将终止条件编辑为单独的形式。

template <typename T>
inline T n_dim_vector_generator<0, T>(T input_data, unsigned int push_back_times) 
    return std::move(input_data);


template <std::size_t N, typename T>
typename n_dim_vector_type<T, N>::type n_dim_vector_generator<N, T>(T input_data, unsigned int push_back_times) 
    typename n_dim_vector_type<T, N>::type return_data;
    for (size_t loop_number = 0; loop_number < push_back_times; loop_number++)
    
        return_data.push_back(n_dim_vector_generator<N - 1, T>(input_data, push_back_times));
    
    return return_data;

发生错误'n_dim_vector_generator': illegal use of explicit template arguments。有没有更好的解决方案来解决这个问题？

开发环境是Windows 10 1909中的Microsoft Visual Studio Enterprise 2019版本16.4.3

答案

要实现您的特定映射：

auto test_vector = n_dim_vector_generator<2, long double>(2, 3)

对于一个充满2的3x3向量，如果您利用此vector构造函数，您的模板可能会更简单：

std::vector<std::vector<T>>(COUNT, std::vector<T>(...))

由于vector是可复制的，这将用不同的向量副本填充COUNT个插槽。所以...

template <size_t N, typename T>
struct n_dim_vector_generator 
    using type = std::vector<typename n_dim_vector_generator<N-1, T>::type>;
    type operator()(T value, size_t size) 
        return type(size, n_dim_vector_generator<N-1, T>(value, size));
    
;

template <typename T>
struct n_dim_vector_generator<0, T> 
    using type = T;
    type operator()(T value, size_t size) 
        return value;
    
;

用法：

auto test_vector = n_dim_vector_generator<2, long double>(2, 3);

演示：https://godbolt.org/z/eiDAUG

为了记录起见，为了解决注释中的某些问题，C ++ has等效于多维C数组的惯用，可初始化，连续内存类：嵌套std::array：]]

std::array<std::array<long double, COLUMNS>, ROWS> test_array =  /*...*/ ;

for (auto& row : test_array)
    for (auto cell : row)
        std::cout << cell << std::endl;

如果要减少样板声明一个，则可以使用一个结构：
template <typename T, size_t... N>
struct multi_array;

template <typename T, size_t NFirst, size_t... N>
struct multi_array<T, NFirst, N...> 
    using type = std::array<typename multi_array<T, N...>::type, NFirst>;
;

template <typename T, size_t NLast>
struct multi_array<T, NLast> 
    using type = std::array<T, NLast>;
;

template <typename T, size_t... N>
using multi_array_t = typename multi_array<T, N...>::type;

然后使用：
multi_array_t<long double, ROWS, COLUMNS> test_array =  /*...*/ ;

for (auto& row : test_array)
    for (auto cell : row)
        std::cout << cell << std::endl;

这是像C数组一样分配在堆栈上的。当然，这会耗尽您的堆栈空间。但是您可以在std::unique_ptr周围设置装饰器范围，以使指向该装饰器的指针更容易访问：
template <typename T, size_t... N>
struct dynamic_multi_array : std::unique_ptr<multi_array_t<T, N...>> 
    using std::unique_ptr<multi_array_t<T, N...>>::unique_ptr;
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::value_type& operator [](size_t index)  return (**this)[index]; 
    constexpr const typename multi_array_t<T, N...>::value_type& operator [](size_t index) const  return (**this)[index]; 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::iterator begin()  return (**this).begin(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::iterator end()  return (**this).end(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::const_iterator begin() const  return (**this).begin(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::const_iterator end() const  return (**this).end(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::const_iterator cbegin() const  return (**this).cbegin(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::const_iterator cend() const  return (**this).cend(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::size_type size() const  return (**this).size(); 
    constexpr bool empty() const  return (**this).empty(); 
    constexpr typename multi_array_t<T, N...>::value_type* data()  return (**this).data(); 
    constexpr const typename multi_array_t<T, N...>::value_type* data() const  return (**this).data(); 
;

（如果将这些方法与nullptr一起使用，请买家当心，

然后您仍然可以将new表达式初始化为大括号并将其用作容器：

dynamic_multi_array<long double, ROWS, COLUMNS> test_array 
    new multi_array_t<long double, ROWS, COLUMNS>  /* ... */ 
;

for (auto& row : test_array)
    for (auto cell : row)
        std::cout << cell << std::endl;

演示：https://godbolt.org/z/lUwVE_

以上是关于在C ++中生成任意嵌套的向量的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

在matlab中生成具有一般维数的网格

优化平面任意形状的布局

动态代理与CGLib

在目标c中生成组合的有效方法[重复]

如何在字典中生成所有可能的组合

在 Freemarker 中生成带参数的 URL，类似于 jstl 的 c:url