是否可以通过一个模板函数实现逐列操作和逐行操作?

时间:2016-12-31 21:55:12

标签: c++ algorithm math vector n-dimensional

这是我的问题,我正在处理一个n维数据。让我们说n = 2以简化。我还有一个1D数据的算法。为了扩展这个算法的2D问题,我可以做

for each row
    apply algorithm

但是,如果我想为每列应用此算法,我需要编写一个新函数

for each column
    apply algorithm

例如,假设我有一个功能:

void func(vector<T> &vec);

然后将此函数应用于向量,我可以简单地调用此函数:

vector<T> vec;
func(vec);

对于3D数据:

T multiArray[l][m][n];

据我所知,如果我想在第一维中为所有向量应用上述函数,我会这样做:

for(int j=0;j<m;j++){
    for(int k=0;k<n;k++){
        vector<T> singleArray;
        for(int i=0;i<l;i++){
            singleArray.push_back(multiArray[i][j][k]);
        }
        func(singleArray);
    }
}

但是,对于相同的数据,如果我想对第三维中的所有向量应用上述函数,我需要将其重写为:

for(int i=0;i<l;i++){
    for(int j=0;j<m;j++){
        vector<T> singleArray;
        for(int k=0;k<n;k++){
            singleArray.push_back(multiArray[i][j][k]);
        }
        func(singleArray);
    }
}

基本上,除了每个for循环中的迭代器之外,一切都是相同的。我希望有一些方法可以用一个函数实现这两个计算。

THX

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

我不知道一般解决方案,但您可以使用参考解决您的特定问题(使用第一个,或第二个或第三个索引或......)。

在3D情况下,首先您可以声明循环变量(ijk

std::size_t i, j, k;

接下来你可以&#34;链接&#34;另一个变量(r)到ijk根据模板值I

std::size_t & r = (I == 0U ? i : (I == 1U ? j : k));

以下是可编辑的示例

#include <vector>
#include <iostream>

template <std::size_t I>
void func (std::vector<std::vector<std::vector<double> > > & d)
 {
   std::size_t i, j, k;

   std::size_t & r = (I == 0U ? i : (I == 1U ? j : k));

   for ( i = 0U ; i < d.size() ; ++i )
     for ( j = 0U ; j < d[i].size() ; ++j )
       for ( k = 0U ; k < d[i][j].size() ; ++k )
          d[i][j][k] += r+1;
 }

int main()
 {
   std::vector<std::vector<std::vector<double> > > data;

   // some data in data

   func<0>(data); // r is i
   func<1>(data); // r is j
   func<2>(data); // r is k
 }

---编辑---

OP问

  

无论如何,这个函数可以用于任意维度吗?

没有

功能。

但我提出了一个完全不同(也更复杂)的解决方案。我写了,但不要让我检查它是否真的有用。

这个想法不再基于参考,而是基于模板专业化。

这次模板索引是基于1的:如果要拦截第一个索引(ex 1),x,如果要拦截第二个索引,则使用模板值2( ex y)等。

所以你打电话

foo<1U>(data1);    // r is the first index

对于1D向量,

foo<1U>(data2);     // r is the first index
foo<2U>(data2);     // r is the second index

用于2D矢量等

如果你打电话

foo<I>(data)

如果I大于data的维度,则会出现编译错误。

如果你打电话

foo<0>(data)

您收到编译错误,但只有在编译C ++ 11或更新版本时(C ++ 98 r变为零;但您可以添加assert()以获取运行时错误)。

示例

#include <vector>
#include <iostream>

template <std::size_t I>
struct bar
 {
   template <typename T>
   static void baz (std::vector<T> & v, std::size_t)
    {
      for ( std::size_t i = 0U ; i < v.size() ; ++i )
         bar<I-1U>::baz(v[i], i);
    }
 };

template <>
struct bar<0U>
 {
   template <typename T>
   static void baz (std::vector<T> & v, std::size_t r)
    {
      for ( std::size_t i = 0U ; i < v.size() ; ++i )
         baz(v[i], r);
    }

   static void baz (double & d, std::size_t r)
    { d += r + 1U; }
 };


template <std::size_t I, typename V>
void foo (V & v)
 {
#if __cplusplus >= 201103L   
   static_assert(I > 0U, "!"); // c++11 or newer
#endif

   bar<I>::baz(v, 0U);
 }

int main()
 {
   std::vector<double >                            data1;
   std::vector<std::vector<double> >               data2;
   std::vector<std::vector<std::vector<double> > > data3;

   // some data in data1, data2 and data3

   // foo<0U>(data1);  // compilation error in C++11 or newer
   foo<1U>(data1);     // r is the first index
   // foo<2U>(data1);  // compilation error

   // foo<0U>(data2);  // compilation error in C++11 or newer
   foo<1U>(data2);     // r is the first index
   foo<2U>(data2);     // r is the second index
   // foo<3U>(data2);  // compilation error

   // foo<0U>(data3);  // compilation error in C++11 or newer
   foo<1U>(data3);     // r is the first index
   foo<2U>(data3);     // r is the second index
   foo<3U>(data3);     // r is the third index
   // foo<4U>(data3);  // compilation error
 }