一、介紹Boost.MultiArray

Boost.MultiArray

Boost.MultiArray 是一個(gè)簡(jiǎn)化使用多維數(shù)組的庫(kù)。最重要的優(yōu)點(diǎn)是多維數(shù)組可以像標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的容器一樣使用。例如，有一些成員函數(shù)，例如 begin() 和 end()，讓您可以通過迭代器訪問多維數(shù)組中的元素。迭代器比通常用于 C 數(shù)組的指針更易于使用，尤其是對(duì)于具有多個(gè)維度的數(shù)組。

二、示例

示例 19.1。帶有 boost::multi_array 的一維數(shù)組

#include <boost/multi_array.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
  boost::multi_array<char, 1> a{boost::extents[6]};
  a[0] = 'B';
  a[1] = 'o';
  a[2] = 'o';
  a[3] = 's';
  a[4] = 't';
  a[5] = '\0';
  std::cout << a.origin() << '\n';
}

Boost.MultiArray 提供類 boost::multi_array 來(lái)創(chuàng)建數(shù)組。這是提供的最重要的類。它在 boost/multi_array.hpp 中定義。

boost::multi_array 是一個(gè)需要兩個(gè)參數(shù)的模板：第一個(gè)參數(shù)是要存儲(chǔ)在數(shù)組中的元素的類型。第二個(gè)參數(shù)確定數(shù)組應(yīng)該有多少維。

第二個(gè)參數(shù)只設(shè)置維度的數(shù)量，而不是每個(gè)維度中的元素?cái)?shù)量。因此，在示例 19.1 中，a 是一維數(shù)組。

維度中的元素?cái)?shù)量是在運(yùn)行時(shí)設(shè)置的。示例 19.1 使用全局對(duì)象 boost::extents 來(lái)設(shè)置維度大小。該對(duì)象被傳遞給 a 的構(gòu)造函數(shù)。

boost::multi_array 類型的對(duì)象可以像普通的 C 數(shù)組一樣使用。通過將索引傳遞給 operator[] 來(lái)訪問元素。示例 19.1 將五個(gè)字母和一個(gè)空字符存儲(chǔ)在 a - 一個(gè)包含六個(gè)元素的一維數(shù)組中。 origin() 返回指向第一個(gè)元素的指針。該示例使用此指針將存儲(chǔ)在數(shù)組中的單詞 -Boost - 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的容器不同，operator[] 檢查索引是否有效。如果索引無(wú)效，程序?qū)⑹褂?std::abort() 退出。如果您不想檢查索引的有效性，請(qǐng)?jiān)诎?boost/multi_array.hpp 之前定義宏 BOOST_DISABLE_ASSERTS。

示例 19.2。二維數(shù)組的視圖和子數(shù)組

#include <boost/multi_array.hpp>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
int main()
{
  boost::multi_array<char, 2> a{boost::extents[2][6]};
  typedef boost::multi_array<char, 2>::array_view<1>::type array_view;
  typedef boost::multi_array_types::index_range range;
  array_view view = a[boost::indices[0][range{0, 5}]];
  std::memcpy(view.origin(), "tsooB", 6);
  std::reverse(view.begin(), view.end());
  std::cout << view.origin() << '\n';
  boost::multi_array<char, 2>::reference subarray = a[1];
  std::memcpy(subarray.origin(), "C++", 4);
  std::cout << subarray.origin() << '\n';
}

Example19.2

example19.2 創(chuàng)建一個(gè)二維數(shù)組。第一個(gè)維度中的元素?cái)?shù)設(shè)置為 2，第二個(gè)維度中的元素?cái)?shù)設(shè)置為 6。將數(shù)組視為具有兩行六列的表。

表的第一行將包含單詞 Boost。由于這個(gè)詞只需要存儲(chǔ)五個(gè)字母，因此創(chuàng)建了一個(gè)視圖，該視圖正好跨越數(shù)組的五個(gè)元素。

基于類 boost::multi_array::array_view 的視圖允許您訪問數(shù)組的一部分并將該部分視為單獨(dú)的數(shù)組。

boost::multi_array::array_view 是一個(gè)模板，它將視圖中的維數(shù)作為模板參數(shù)。在示例 19.2 中，視圖的維數(shù)為 1。由于數(shù)組 a 有兩個(gè)維度，因此忽略了一個(gè)維度。為了省去Boost這個(gè)詞，一維數(shù)組就足夠了；更多的維度會(huì)令人困惑。

與 boost::multi_array 一樣，維數(shù)作為模板參數(shù)傳入，每個(gè)維的大小在運(yùn)行時(shí)設(shè)置。但是，對(duì)于 boost::multi_array::array_view，這不是通過 boost::extents 完成的。相反，它是通過 boost::indices 完成的，這是 Boost.MultiArray 提供的另一個(gè)全局對(duì)象。

與 boost::extents 一樣，索引必須傳遞給 boost::indices。雖然只能將數(shù)字傳遞給 boost::extents，但 boost::indices 也接受范圍。這些是使用 boost::multi_array_types::index_range 定義的。

在示例 19.2 中，傳遞給 boost::indices 的第一個(gè)參數(shù)不是范圍，而是數(shù)字 0。傳遞數(shù)字時(shí)，您不能使用 boost::multi_array_types::index_range。在示例中，視圖將采用 a 的第一個(gè)維度——索引為 0 的維度。

對(duì)于第二個(gè)參數(shù)，boost::multi_array_types::index_range 用于定義范圍。通過將 0 和 5 傳遞給構(gòu)造函數(shù)，a 的第一個(gè)維度的前五個(gè)元素可用。范圍從索引 0 開始，到索引 5 結(jié)束——不包括索引 5 處的元素。第一維中的第六個(gè)元素被忽略。

因此，視圖是一個(gè)由五個(gè)元素組成的一維數(shù)組——a 的第一行中的前五個(gè)元素。當(dāng)訪問視圖以使用 std::memcpy() 復(fù)制字符串并使用 std::reverse() 反轉(zhuǎn)元素時(shí)，這種關(guān)系無(wú)關(guān)緊要。創(chuàng)建視圖后，它就像一個(gè)具有五個(gè)元素的獨(dú)立數(shù)組。

當(dāng)對(duì) boost::multi_array 類型的數(shù)組調(diào)用 operator[] 時(shí)，返回值取決于

方面。在示例 19.1 中，運(yùn)算符返回 char 元素，因?yàn)樵L問的數(shù)組是一維的。

在示例 19.2 中，a 是一個(gè)二維數(shù)組。因此，operator[] 返回子數(shù)組而不是 char 元素。因?yàn)樽訑?shù)組的類型不是公開的，所以必須使用 boost::multi_array::reference。此類型與 boost::multi_array::array_view 不同，即使子數(shù)組的行為類似于視圖。視圖必須明確定義并且可以跨越數(shù)組的任意部分，而子數(shù)組由 operator[] 自動(dòng)返回并跨越每個(gè)維度中的所有元素。

示例 19.3。使用 boost::multi_array_ref 包裝 C 數(shù)組

#include <boost/multi_array.hpp>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
int main()
{
  char c[12] =
  {
    't', 's', 'o', 'o', 'B', '\0',
    'C', '+', '+', '\0', '\0', '\0'
  };
  boost::multi_array_ref<char, 2> a{c, boost::extents[2][6]};
  typedef boost::multi_array<char, 2>::array_view<1>::type array_view;
  typedef boost::multi_array_types::index_range range;
  array_view view = a[boost::indices[0][range{0, 5}]];
  std::reverse(view.begin(), view.end());
  std::cout << view.origin() << '\n';
  boost::multi_array<char, 2>::reference subarray = a[1];
  std::cout << subarray.origin() << '\n';
}

類 boost::multi_array_ref 包裝了一個(gè)現(xiàn)有的 C 數(shù)組。在示例 19.3 中，a 提供與 boost::multi_array 相同的接口，但不分配內(nèi)存。使用 boost::multi_array_ref，一個(gè) C 數(shù)組——不管它有多少維——都可以被視為一個(gè) boost::multi_array 類型的多維數(shù)組。 C 數(shù)組只需要作為附加參數(shù)添加到構(gòu)造函數(shù)中。

Boost.MultiArray 還提供了 boost::const_multi_array_ref 類，它將 C 數(shù)組視為常量多維數(shù)組。

到此這篇關(guān)于C++ Boost MultiArray簡(jiǎn)化使用多維數(shù)組庫(kù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ Boost MultiArray內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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