多维标准::数组的可变参数模板

Variadic template for multidimensional std::array

本文关键字：参数 变参 标准 数组      更新时间：2023-10-16

我们可以像这样为多维数组设置别名：

template<typename T, size_t size1, size_t size2>
using myArray = std::array<std::array<T, size2>, size1>;

但这只允许我们预定义的维度数量。有没有办法将其转换为可变参数模板，以便我们可以编写其中任何一个：

myArray<int, 2, 2, 2> arr3d;
myArray<int, 2, 2, 2, 2> arr4d;

我尝试了一些东西，但对其中任何一种都不完全满意。

这：

template<typename T, size_t size>
using myArray<T, size> = std::array<T, size>;
template<typename T, size_t size, size_t... more>
using myArray = std::array<myArray<T, more...>, size>;

甚至不编译，因为别名模板显然不允许模板专用化。

这是我目前最好的解决方案，但删除了我想保留的 std：：array 的所有构造函数：

template<typename T, size_t size, size_t... more>
struct myArray : public std::array<myArray<T, more...>, size> {};
template<typename T, size_t size>
struct myArray<T, size> : public std::array<T, size>{};

有了这个解决方案，我总是必须在每个数组访问前面写".internal"：

template<typename T, size_t size, size_t... more>
struct myArr {
std::array<myArr<T, more...>, size> internal;
};
template<typename T, size_t size>
struct myArr<T, size> {
std::array<T, size> internal;
};

那么谁能想到像第二个这样的解决方案，但我可以在哪里保留构造函数？我不能。

我建议简单地将维度相乘并具有单个std::array。 例如：std::array<int, D0 * D1 * D2 * D3>.然后，可以提供实用工具函数或包装类，以将多维索引转换为一维索引。

无论如何。。。

下面是一个使用显式模板专用化的简单递归解决方案：

template <typename T, std::size_t... Ds>
struct nested_array;
template <typename T, std::size_t D>
struct nested_array<T, D>
{
using type = std::array<T, D>;
};
template <typename T, std::size_t D, std::size_t... Ds>
struct nested_array<T, D, Ds...>
{
using type = std::array<typename nested_array<T, Ds...>::type, D>;
};
static_assert(std::is_same_v<
typename nested_array<int, 1, 2, 3>::type,
std::array<std::array<std::array<int, 3>, 2>, 1>
>);

魔杖盒上的现场示例

下面是基于变量模板部分专用化的解决方案：

template <typename T>
struct t { using type = T; };
template <typename T>
using unwrap = typename T::type;
template <typename T, std::size_t... Ds>
constexpr auto nested_array = t<void>{};
template <typename T, std::size_t D>
constexpr auto nested_array<T, D> = t<std::array<T, D>>{};
template <typename T, std::size_t D, std::size_t... Ds>
constexpr auto nested_array<T, D, Ds...> = 
t<std::array<unwrap<decltype(nested_array<T, Ds...>)>, D>>{};
static_assert(std::is_same_v<
unwrap<decltype(nested_array<int, 1, 2, 3>)>,
std::array<std::array<std::array<int, 3>, 2>, 1>
>);

魔杖盒上的现场示例

您可以使用额外的图层：

template<typename T, size_t size, size_t... more>
struct myArray_impl
{
using type = std::array<typename myArray_impl<T, more...>::type, size>;
};
template<typename T, size_t size>
struct myArray_impl<T, size>
{
using type = std::array<T, size>;
};
template<typename T, size_t size, size_t... more>
using myArray = typename myArray_impl<T, size, more...>::type;
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