获取多维访问的线性索引 [英] Get linear index for multidimensional access

问题描述

我正在尝试实现一个多维std：：数组，它保存一个大小为Dim-n-1*Dim-n-2*...*Dim-1的连续内存数组。为此，我使用来自std：：数组：

的私有继承

constexpr std::size_t factorise(std::size_t value)
{
    return value;
}

template<typename... Ts>
constexpr std::size_t factorise(std::size_t value, Ts... values)
{
    return value * factorise(values...);
}

template<typename T, std::size_t... Dims>
class multi_array : std::array<T, factorise(Dims...)>
{
    // using directive and some stuff here ...

    template<typename... Indexes>
    reference operator() (Indexes... indexes)
    {
        return base_type::operator[] (linearise(std::make_integer_sequence<Dims...>(), indexes...)); // Not legal, just to explain the need.
    }
 }

例如，multi_array<5, 2, 8, 12> arr; arr(2, 1, 4, 3) = 12;将访问线性索引idx = 2*(5*2*8) + 1*(2*8) + 4*(8) + 3。

我想我必须使用std：：INTEGER_SEQUENCE，将一个整数序列传递给线性化函数和索引列表，但我不知道怎么做。我想要的是：

template<template... Dims, std::size_t... Indexes>
auto linearise(std::integer_sequence<int, Dims...> dims, Indexes... indexes)
{
    return (index * multiply_but_last(dims)) + ...;
}

用MULTPLY_BUT_LAST乘以除最后一个维度之外的所有剩余维度(我了解如何使用诸如for factorise之类的常量变量模板函数实现，但我不知道是否可以使用std：：INTEGER_SEQUENCE)。

我是各种模板操作和std：：INTEGER_SEQUENCE方面的新手，我认为我遗漏了一些东西。是否有可能在没有开销的情况下获得线性索引计算(例如，如果操作是手写的)？

非常感谢您的帮助。

推荐答案

以下内容可能会有所帮助：

#include <array>
#include <cassert>
#include <iostream>

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

template<typename T, std::size_t ... Dims>
class MultiArray
{
public:
    const T& operator() (alwaysT_t<Dims, std::size_t>... indexes) const
    {
        return values[computeIndex(indexes...)];
    }
    T& operator() (alwaysT_t<Dims, std::size_t>... indexes)
    {
        return values[computeIndex(indexes...)];
    }

private:
    size_t computeIndex(alwaysT_t<Dims, std::size_t>... indexes_args) const
    {
        constexpr std::size_t dimensions[] = {Dims...};
        std::size_t indexes[] = {indexes_args...};

        size_t index = 0;
        size_t mul = 1;

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

private:
    std::array<T, (Dims * ...)> values;
};

Demo

我将factorize替换为折叠表达式(C++17)。

这篇关于获取多维访问的线性索引的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！