如何让VC++以2D数组的形式访问指针

How to get VC++ to access a pointer as a 2D array

本文关键字：访问 指针 数组 2D VC++      更新时间：2023-10-16

我正在做一些图形编程，我有一个二维数组（在程序执行过程中大小不同），我使用openGL存储
所以当我访问它时，我得到的只是一个void指针。

为了使逻辑更简单，我希望编译器假装它是2D数组，并将其用作2D数组（因为arr[i][j]比ptr[i * y + j]更简洁，更不容易出错）。

我发现这种巧妙的选角方法在GCC（在大学的linux机器上）中运行良好：

Vertex (&vertices)[tess][tess] = *reinterpret_cast<Vertex (*)[tess][tess]>(
    glMapBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_WRITE_ONLY)
);

它基本上将openGL给我的内存指针块强制转换为tess X tess 2D数组，并创建该类型的引用来指向它。
这允许我访问类似vertices[i][j]的内存
Vertex只是包含floats的typedef ed struct

然而，在家里的Windows机器上，VS'12有一个嘶嘶作响的拟合，抱怨它要求tess所写的整数为constant（特别是error C2057: expected constant expression）
我不知道为什么。

现在，我知道VS不支持VLA，但我不是在这里创建数组，我是在创建一个引用，直到运行时我才知道它的大小
所以它不应该在意函数调用之间的大小是否发生变化，对吧？为什么不允许这样做？

为了不被吓倒，我尝试使用std::array

std::array<std::array<Vertex, tess>, tess>& vertices;

除了明显的references must be initialized之外，这个测试对我没有帮助，因为它仍然抱怨expression must have a constant value（特别是error C2975: '_Size' : invalid template argument for 'std::array', expected compile-time constant expression）

我不知道该在这里尝试什么，我为reinterpret_cast及其简单的制作方式感到骄傲，并确信我使用的方法没有违反标准
我不想从指针创建std::vector，然后在完成后将数据从该动态数组复制回指针位置；当内存块已经放在那里的时候，这似乎太低效了
没有办法在一个预先存在的内存块周围创建一个向量，是吗。。不，听起来很傻。

我想看看这是否可以在不放弃的情况下完成，并将其用作Vertex*；想法
有人能告诉我为什么它在VS中不起作用吗
我能做些什么让它正常工作吗（VS的扩展/更新）
VS'13是否增加了对此的支持？

我还得到了无法解释的错误C2087: 'vertices' : missing subscript
以及这些似乎表明VS迫切希望tess保持恒定的其他错误：
error C2466: cannot allocate an array of constant size 0
error C2540: non-constant expression as array bound
error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'Vertex [1][1]' to 'Vertex (&)[][1]'

这很有趣；我实现了一个类来处理我想要的东西
它并不像我想要的那样类型安全，但我通过它学到了很多
就像我在发现jQuery之前为javascript实现"应该是指定的一部分"的语法糖式功能一样。

基本上，而不是能够做到这一点。

int (&array)[x][y] = *reinterpret_cast<int (*)[x][y]>(pointer);

你必须做这个

MDAI<int, 2> array = MDAI<int, 2>(pointer, x, y);

但除此之外，它的工作完美无瑕！：D
我最初只写了一个专门的TwoDArray类，但发现我实际上也有一些3D阵列
因此，我没有实现3D版本（当你深入研究时，它返回了TwoDArray），而是做了一些更通用的东西，可以帮助你处理任意维度的数组。

#include <Windows.h>
#include <iostream>
/*MultiDimensional Array Interpretation
has the compiler use a flat pointer reference as if it were a faceted array
C++11/GCC VLA-supporting equivalent:
int (&array)[x][y] = *reinterpret_cast<int (*)[x][y]>(pointer);
using MDAI, <C++11 and MSVS compatible:
MDAI<int, 2> array = MDAI<int, 2>(pointer, x, y);
*/
template<class Type, unsigned int dimension>
class MDAI {
private:
    Type* array;
    //+1 to guard against zero-length-array
    unsigned int bounds[dimension + 1];
public:
    //unfortunately I can't use `unsigned int &(dimensions)[dimension]` to make it safe
    //because of how operator[]() tries to construct its return value
    /*constructor*/
    MDAI(Type* array, unsigned int* bounds)
    : array(array)
    {
        std::copy(bounds, bounds + dimension, this->bounds);
    }
    /*programmer usable constructor for typing of the dimensions, instead of having to declare an array*/
    MDAI(Type* array, ...)
    : array(array)
    {
        va_list arguments;
        va_start(arguments, array);
        for (int index = 0; index < dimension; ++index)
            bounds[index] = va_arg(arguments, unsigned int);
        va_end(arguments);
    }
    /*drills down one level into the multi dimensional array*/
    MDAI<Type, dimension - 1> operator[](unsigned index) {
        if (dimension < 1) {
            std::cerr << "MDAI is not an array.n";
            throw 1;
        }
        if (index < 0 || index >= bounds[0]) {
            std::cerr << "Index out of bounds.n";
            throw 1;
        }
        //figure out how many addresses to jump
        for (unsigned int index2 = 1; index2 < dimension; ++index2)
            index *= bounds[index2];
        return MDAI<Type, dimension - 1>(array + index, bounds + 1);
    }
    /*'dereferences' the array to get a reference to the stored value*/
    Type& operator*() {
        if (dimension > 0) {
            std::cerr << "MDAI is an array.n";
            throw 1;
        }
        return *array;
    }
    /*allows the compiler to automagically 'convert' the MDAI into whatever the user thinks it is*/
    operator Type&() {
        return **this;
    }
    /*makes assignment work automagically too!*/
    MDAI<Type, dimension>& MDAI<Type, dimension>::operator=(Type value) {
        **this = value;
        return *this;
    }
};

测试边界的三维阵列2-4-3:

void main(unsigned int argC, char** argV) {
    using namespace std;
    int array[2][4][3] = {
        {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9},
            {10, 11, 12}
        },
        {
            {13, 14, 15},
            {16, 17, 18},
            {19, 20, 21},
            {22, 23, 24}
        }
    };
    //cast array to pointer, then interpret
    MDAI<int, 3> mdai((int*)array, 2, 4, 3);
    //testing correct memory access
    cout << 15 << ' ' << mdai[1][0][2] << endl;
    //testing modifcations using mdai are in array
    mdai[0][2][1] = -1;
    cout << array[0][2][1] << ' ' << mdai[0][2][1] << endl;
    //testing modifications in array show up in mdai
    array[1][3][2] = -23;
    cout << -23 << ' ' << mdai[1][3][2] << endl;
    //testing automatic type casting
    cout << -15.0 << ' ' << mdai[0][0][1] * -7.5 << endl;
}

它就像我把它作为数组引用时一样无缝。

为了编译时的安全性，我想将operator*()重新声明为
Type& MDAI<Type, 0>::operator*()
所以你只能在<X、 0>
但我想不通
类似地，使operator[]()仅出现在大于0的维度
哦，运行时检查必须足够好

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