是否可以通过一个模板函数实现列操作和行操作?

Is it possible to realize column-wise operation and row-wise operation by one template function?

本文关键字：操作 函数 实现 可以通过 一个 是否      更新时间：2023-10-16

这是我的问题，我正在处理n维数据。为简单起见，假设 n=2。我还有一个用于 1D 数据的算法。为了将这个算法扩展到 2D 问题，我可以做

for each row
apply algorithm

但是，如果我想对每一列应用此算法，则需要编写一个新函数

for each column
apply algorithm

例如，假设我有一个函数：

void func(vector<T> &vec);

然后，要将这个函数应用于向量，我可以简单地调用这个函数：

vector<T> vec;
func(vec);

对于 3D 数据：

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

据我所知，如果我想将上述函数应用于第一维中的所有向量，我会做：

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，如果我想将上述函数应用于第三维中的所有向量，则需要将其重写为：

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，一切都是一样的。我希望有一些方法可以用一个函数实现这两个计算。

感谢

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

在3D情况下，首先可以声明循环变量(i、j和k)

std::size_t i, j, k;

接下来，你可以根据模板值"链接"另一个变量(r)i、j或kI

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

下面是一个可编译的示例

#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，这个函数可以适用于任意维度吗？

不。

不是这个函数。

但我提出了一个完全不同的(也是更复杂的)解决方案。我写了它，但不要求我检查它是否真的有效。

这个想法不再基于参考，而是基于模板专业化。

这次的模板索引是从 1 开始的：如果要截取第一个索引(exx)，2如果要截取第二个索引(exy)，请使用模板值1等。

所以你打电话

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

对于一维矢量，

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

用于 2D 矢量等。

如果您致电

foo<I>(data)

如果I大于data的维度，则会出现编译错误。

如果您致电

foo<0>(data)

您会收到编译错误，但仅当您编译 C++11 或更高版本(C++98r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
}
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