如何创建具有用户指定维度的矩阵

Question

我需要根据用户的输入存储一些数据。我的程序应该根据从cin获得的int值创建不同的数据结构。

例如，值0存储标量、1向量、2-2 3dArray、3-3 3dArray、4- 4d数组等.

我的问题是，是否有可能编写一些代码来做到这一点。

我知道这听起来可能很混乱，所以我将提供一些更多的例子。

假设用户输入0 5，那么我的程序应该创建一个int变量并将5存储在其中。

如果用户输入1 5,7,6，我的程序应该创建一个向量= {5,7,6}；

如果用户输入2，2,3，1,2,3,4,5,6，我的程序应该创建一个2d数组a2并将值存储在那里。

如果我知道用户将拥有的最大维数，我可以找到一个解决方案，但是分配的目标是可以指定任意数量的维度.

请帮帮忙

Answer 1

如果您放松一些需求(“基于我从cin获得的int值创建不同的数据结构”)，这是可能的。这里只是一个草图，不是一个完整的答案，但希望它能让你走上正轨。

对存储的访问：

您将需要将数字存储在所需类型的单个数组中，并通过索引映射函数包装对它们的访问。例如，在2D中，其中一个函数是

int indexIn2D(uint rowCol[2], int rowCount) {
  // rowCol[0] - is row index, rowCol[1] is col index
  return rowCol[0]*rowCount + rowCol[1];
}

float* values=new float[numRows*numCols];

// I want the element at (i,j)
float& myIJElement=values[indexIn2D({i,j}, numRows)];

将其转换为N维将需要在

// suppose I'm storing a 3D matrix with [3 slices, 4 rows, 5 columns]
// as a 1D array and I want the element at [x,y,z] - what's it would be
// the position of that element in my 1D array?
// - fill coodIndex[3] with {x,y,z}
// - pass nDim=3
// - the dimSignature will be {3 /*slices*/, 4 /*rows*/, 5 /*columns*}
int indexInND(uint coordIndex[], uint numDim, uint[] dimSignature) {
   int ret=coordIndex[0];
   for(uint i=0; i<numDim-; i++) {
      ret=ret*dimSignature[i]+coordIndex[i+1];
   }
   return ret;
}

变体型存储

好吧，我们已经知道，我们将把整个"N-dim块“存储为目标类型的unidim数组。这样我们就可以利用指针，让我们的“存储”类似于

struct NDimStorage {
  // 0 for int, 1 for float, etc.
  int whichType; // or make it enum
  union {
    int* int_st;
    float* float_st;
  };
  uint numDims;
  uint dimSignature[];
};

std：：载体的变异体

类似于：

template <typename NumType> class VectNStorage {
   std::vector<NumType> storage;
   std::vector<uint> dimSignature;
protected:
   size_t indexMapping(const std::vector<uint>& indices) {
     size_t ret=indices[0];
     for(uint i=0; i<this->dimSignature.size()-1) {
       ret=ret*this->dimSignature[i]+indices[i+1];
     }
     return ret;
   }
public:
  VectNStorage(const std::vector<uint> dimsDef) : storage(), dimSignature(dimsDef) {
    uint howMany=1;
    for(auto d : this->dimSignature) {
      howMany*=d;
    }
    this->storage.resize(howMany);
    std::fill(this->storage.begin(), this->storage.end(), 0);
  }

  NumType& at(const std::vector<uint>& indices) {
    return this->storage[this->indexMapping(indices)];
  }
}

Answer 2

1. 你知道如何读取用户输入吗？如果不是，首先要知道如何在C++中做到这一点。
2. 从用户输入中读取一个变量，它将告诉您要创建的结构的类型。(提示，使用int)
3. 使用适当的检查来查看用户输入的内容(提示，使用if() {} else if() {}等)。
4. 根据初始类型，构造适当的结构，提示创建所有类型，例如struct Scalar{}、struct Vector{}等。
5. 在您创建的每个结构中调用一个read()方法来读取用户输入的其余部分。(您需要使用某种机制来拆分用户输入，提示:字符串标记)
6. 拒绝你不支持的类型。

Answer 3

您可以对所有类型的用户输入使用普通std::vector。唯一需要的是一些函数f(x)，它将索引的k大小向量映射到平面数组中的索引。

例如:x-k大小的索引向量，s-k大小的尺寸向量。

k = 1 -> f1(x,s) = x1;
k = 2 -> f2(x,s) = x2*s2 + x1;
k = 3 -> f3(x,s) = x3*s3*s2 + x2*s2 + x1 = x3*s3*s2 + f2(x2,x1,s2,s1);
k = 4 -> f4(x,s) = x4*s4*s3*s2 + f3(x3,x2,x1,s3,s2,s1);

最后坐标的乘子是(k - 1)维对象的体积.另外，我们认为坐标的计算是从0开始的。

这看起来像递归函数，可以很容易地实现。您只需计算(k - 1)维对象的移位，从数组中计算pop坐标，并再次从自身调用函数。