根据运行时决策组合不同的迭代器

时间:2015-01-02 17:27:14

标签: c++ boost visual-studio-2013 iterator adapter

我有一个算法,给定任意数量的向量运行特定算法并返回结果。

矢量可以从输入文件中读取,其中行代表csv格式的向量,或者用户可以指定正整数(大于2)n,k,m,程序将生成n个向量,其中每个k坐标随机分布在[0,m-1]范围内。

用户可以在几个可以应用于每个矢量的函数之间进行选择,例如,每个函数乘以标量,将模数应用于每个元素,将第N个坐标调零等。

我正在考虑的解决方案是使用迭代器,就像标准算法一样(例如std::copy

template<class InputIt>
int my_transform(InputIt begin, InputIt end){
    // ... stuff from begin to end
    return result;
}

虽然我使用std::istream_iterator作为参数时有效,但我完全相信我会使用boost::function_input_iterator生成值并使用boost::transform_iterator来应用所需的函数I我不太确定如何根据用户输入在运行时制作这些组合。

我可以在执行my_transform之前聚合所有用户输入,但是我如何将其应用于生成的迭代器,因为它可以是从std::istream_iteratorboost::transform_iterator的任何内容boost::function_input_iterator

P.S:

  • 正如标签中所提到的,我正在使用VS13,因此解决方案应与之兼容。
  • 多次迭代不是一种选择,因为这些文件可能会变得非常大。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

我想你想要Boost Range的

  • join
  • any_range(基于any_terator

或许你可以重新设计算法,默认情况下在“流”模式下工作,也可以动态写入输出迭代器。

更新演示程序

这是一个示例,演示如何连接任何输入范围组合(不同类型),然后在其组合元素上应用任何变换函数序列。

主程序如下:

int main(int argc, char const** argv) {
    using InIt = std::istream_iterator<int>;

    if (argc!=4) return 255;
    std::ifstream f1(argv[1]), f2(argv[2]), f3(argv[3]);

    auto r1 = boost::make_iterator_range(InIt(f1), {}),
         r2 = boost::make_iterator_range(InIt(f2), {}),
         r3 = boost::make_iterator_range(InIt(f3), {});    
    auto r4 = boost::make_iterator_range(boost::make_function_input_iterator(r10gen_, 0), { r10gen_, 10 });

    srand(time(0));
    for (int i : random_compose_input(r1,r2,r3,r4) 
               | transformed(random_transform(
                    [](int i) { return i/3; },
                    [](int i) { return -4*i; },
                    [](int i) { return 100+i; },
                    [](int i) { return sqrt(abs(i)); }
                 ))
        )
    { 
        std::cout << i << " ";
    }
}

函数random_compose_inputrandom_transform执行运行时选择输入范围和转换​​函数。

random_compose_input会返回any_range,其中包含所选组合的推断类型的连接范围:

/////////////////////////////////////////////
// runtime composition of any input ranges
using AnyR = boost::any_range<int const, boost::single_pass_traversal_tag, int>;

template <typename R1, typename R2, typename R3, typename R4>
    AnyR random_compose_input(R1 const& r1, R2 const& r2, R3 const& r3, R4 const& r4) 
{
    int select = rand()%16;
    std::cout << "selected inputs " << std::showbase << std::hex << select << std::dec << "\n";
    switch(select) {
        case  0:
            static int const* dummy = nullptr;
            return boost::make_iterator_range(dummy, dummy);
        case  1: return multi_join(r1            );
        case  2: return multi_join(    r2        );
        case  3: return multi_join(r1, r2        );
        case  4: return multi_join(        r3    );
        case  5: return multi_join(r1,     r3    );
        case  6: return multi_join(    r2, r3    );
        case  7: return multi_join(r1, r2, r3    );
        case  8: return multi_join(            r4);
        case  9: return multi_join(r1,         r4);
        case 10: return multi_join(    r2,     r4);
        case 11: return multi_join(r1, r2,     r4);
        case 12: return multi_join(        r3, r4);
        case 13: return multi_join(r1,     r3, r4);
        case 14: return multi_join(    r2, r3, r4);
        case 15: return multi_join(r1, r2, r3, r4);
    }
    throw "oops";
}

注意 multi_joinjoin的用武之地。请参阅使用可变参数函数模板(直接)实现的完整程序列表。

random_transform组成恰好boost::function<int(int)>

/////////////////////////////////////////////
// random composition of transformation
using Xfrm = boost::function<int(int)>;

template <typename F1, typename F2, typename F3, typename F4>
    Xfrm random_transform(F1 const& f1, F2 const& f2, F3 const& f3, F4 const& f4) 
{
    int select = rand()%16;
    std::cout << "selected transforms " << std::showbase << std::hex << select << std::dec << "\n";
    switch(select) {
        case  0: return [=](int i){ return   (  (  (  (i)))); };
        case  1: return [=](int i){ return   (  (  (f1(i)))); };
        case  2: return [=](int i){ return   (  (f2(  (i)))); };
        case  3: return [=](int i){ return   (  (f2(f1(i)))); };
        case  4: return [=](int i){ return   (f3(  (  (i)))); };
        case  5: return [=](int i){ return   (f3(  (f1(i)))); };
        case  6: return [=](int i){ return   (f3(f2(  (i)))); };
        case  7: return [=](int i){ return   (f3(f2(f1(i)))); };
        case  8: return [=](int i){ return f4(  (  (  (i)))); };
        case  9: return [=](int i){ return f4(  (  (f1(i)))); };
        case 10: return [=](int i){ return f4(  (f2(  (i)))); };
        case 11: return [=](int i){ return f4(  (f2(f1(i)))); };
        case 12: return [=](int i){ return f4(f3(  (  (i)))); };
        case 13: return [=](int i){ return f4(f3(  (f1(i)))); };
        case 14: return [=](int i){ return f4(f3(f2(  (i)))); };
        case 15: return [=](int i){ return f4(f3(f2(f1(i)))); };
    }
    throw "oops";
}

对于样本,我已经硬编码了4个输入范围和4个潜在的转换步骤。

  • 这导致了有效的代码。
  • 但如果您愿意,可以随时以“空白”AnyRboost::function<int(int)>开头:

     boost::function<int(int)> xfrm = [](int i){return i;};
    
     while (std::getline(std::cin, line))
     {
         if      (line == "+2") xfrm = [=](int i) { return xfrm(i) + 2 };
         else if (line == "-2") xfrm = [=](int i) { return xfrm(i) - 2 };
         else if (line == "*2") xfrm = [=](int i) { return xfrm(i) * 2 };
         else if (line == "/2") xfrm = [=](int i) { return xfrm(i) / 2 };
     }
    

    注意行为与静态已知lambdas组成的细微差别:lambda具有推导的返回类型(例如doublesqrt(abs(i))),并保持类型。由于boost::function会删除此信息,因此它会隐式强制转换序列中的每一步int

警告:2个库错误

这里有两个库错误:

  1. this bug ,其分辨率为in comment#2 in the tracker

  2. 另一个不知道的错误,any_iterator无法在添加构造函数重载时无法包裹function_input_iterator

    function_input_iterator(base_type const& b) : base_type(b) {};
    

    这是因为在某些时候any_iterator继续只使用基类(这应该可以在function_input_iterator库中修复。

  3. 完整代码

    由于上面提到的错误,它并没有完全在Coliru上运行,但是这是一个完整的程序,可以编译我的GCC并在c ++ 11模式下进行clang安装:

    <强> Live On Coliru

    #include <boost/function.hpp>
    #include <boost/range.hpp>
    #include <boost/range/adaptors.hpp>
    #include <boost/range/any_range.hpp>
    #include <boost/range/join.hpp>
    #include <boost/iterator/function_input_iterator.hpp>
    
    using namespace boost::adaptors;
    
    #include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <vector>
    
    /////////////////////////////////////////////
    // multi_join utility
    namespace detail {
        struct multi_join_dispatch {
            template <typename R1> static R1 call(R1&& r1) 
                { return std::forward<R1>(r1); }
    
            template <typename R1, typename... Rs> static auto call(R1&& r1, Rs&&... ranges) 
                -> decltype(boost::range::join(std::forward<R1>(r1), call(std::forward<Rs>(ranges)...)))
                { return boost::range::join(std::forward<R1>(r1), call(std::forward<Rs>(ranges)...)); }
        };
    }
    
    template <typename... Rs> auto multi_join(Rs&&... ranges) 
        -> decltype(detail::multi_join_dispatch::call(std::forward<Rs>(ranges)...))
        { return detail::multi_join_dispatch::call(std::forward<Rs>(ranges)...); }
    
    /////////////////////////////////////////////
    // generate random numbers [0..9]
    struct r10gen {
        typedef int result_type;
        int operator()() const { return rand()%10; } 
    } static r10gen_;
    
    /////////////////////////////////////////////
    // runtime composition of any input ranges
    using AnyR = boost::any_range<int const, boost::single_pass_traversal_tag, int>;
    
    template <typename R1, typename R2, typename R3, typename R4>
        AnyR random_compose_input(R1 const& r1, R2 const& r2, R3 const& r3, R4 const& r4) 
    {
        int select = rand()%16;
        std::cout << "selected inputs " << std::showbase << std::hex << select << std::dec << "\n";
        switch(select) {
            case  0:
                static int const* dummy = nullptr;
                return boost::make_iterator_range(dummy, dummy);
            case  1: return multi_join(r1            );
            case  2: return multi_join(    r2        );
            case  3: return multi_join(r1, r2        );
            case  4: return multi_join(        r3    );
            case  5: return multi_join(r1,     r3    );
            case  6: return multi_join(    r2, r3    );
            case  7: return multi_join(r1, r2, r3    );
            case  8: return multi_join(            r4);
            case  9: return multi_join(r1,         r4);
            case 10: return multi_join(    r2,     r4);
            case 11: return multi_join(r1, r2,     r4);
            case 12: return multi_join(        r3, r4);
            case 13: return multi_join(r1,     r3, r4);
            case 14: return multi_join(    r2, r3, r4);
            case 15: return multi_join(r1, r2, r3, r4);
        }
        throw "oops";
    }
    
    /////////////////////////////////////////////
    // random composition of transformation
    using Xfrm = boost::function<int(int)>;
    
    template <typename F1, typename F2, typename F3, typename F4>
        Xfrm random_transform(F1 const& f1, F2 const& f2, F3 const& f3, F4 const& f4) 
    {
        int select = rand()%16;
        std::cout << "selected transforms " << std::showbase << std::hex << select << std::dec << "\n";
        switch(select) {
            case  0: return [=](int i){ return   (  (  (  (i)))); };
            case  1: return [=](int i){ return   (  (  (f1(i)))); };
            case  2: return [=](int i){ return   (  (f2(  (i)))); };
            case  3: return [=](int i){ return   (  (f2(f1(i)))); };
            case  4: return [=](int i){ return   (f3(  (  (i)))); };
            case  5: return [=](int i){ return   (f3(  (f1(i)))); };
            case  6: return [=](int i){ return   (f3(f2(  (i)))); };
            case  7: return [=](int i){ return   (f3(f2(f1(i)))); };
            case  8: return [=](int i){ return f4(  (  (  (i)))); };
            case  9: return [=](int i){ return f4(  (  (f1(i)))); };
            case 10: return [=](int i){ return f4(  (f2(  (i)))); };
            case 11: return [=](int i){ return f4(  (f2(f1(i)))); };
            case 12: return [=](int i){ return f4(f3(  (  (i)))); };
            case 13: return [=](int i){ return f4(f3(  (f1(i)))); };
            case 14: return [=](int i){ return f4(f3(f2(  (i)))); };
            case 15: return [=](int i){ return f4(f3(f2(f1(i)))); };
        }
        throw "oops";
    }
    
    int main(int argc, char const** argv) {
        using InIt = std::istream_iterator<int>;
    
        if (argc!=4) return 255;
        std::ifstream f1(argv[1]), f2(argv[2]), f3(argv[3]);
    
        auto r1 = boost::make_iterator_range(InIt(f1), {}),
             r2 = boost::make_iterator_range(InIt(f2), {}),
             r3 = boost::make_iterator_range(InIt(f3), {});
    
        auto fi_b = boost::make_function_input_iterator(r10gen_, 0);
        auto fi_l = boost::make_function_input_iterator(r10gen_, 10);
        auto r4 = boost::make_iterator_range(fi_b, fi_l);
    
        srand(time(0));
        for (int i : random_compose_input(r1,r2,r3,r4) 
                   | transformed(random_transform(
                        [](int i) { return i/3; },
                        [](int i) { return -4*i; },
                        [](int i) { return 100+i; },
                        [](int i) { return sqrt(abs(i)); }
                     ))
            )
        { 
            std::cout << i << " ";
        }
    }
    

    当我用例如

    运行时
    watch ./test <(echo {100..110}) <(echo {200..220}) <(echo {300..330})
    

    典型输出

    selected transforms 0x3
    selected inputs 0x2
    -264 -268 -268 -268 -272 -272 -272 -276 -276 -276 -280 -280 -280 -284 -284 -284 -288 -288 -288 -292 -292
    

    或者,例如

    selected transforms 0x1
    selected inputs 0x8
    0 0 2 2 0 1 2 1 1 2