多维 std::array 的可变参数模板

Question

我们可以像这样为多维数组起别名：

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

但这只允许我们使用预定义的维数。有没有办法把它变成一个可变参数模板，这样我们就可以写出任何一个：

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

我尝试了一些东西，但对其中任何一个都不完全满意。

这个：

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>;

甚至无法编译，因为别名模板显然不允许模板特化。

这是目前我最好的解决方案，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>{};

使用这个解决方案，我总是必须在每个数组访问前写上“.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;
};

所以有人能想到像第二种解决方案但我可以在哪里保留构造函数吗？我不能。

Answer 1

我建议简单地将维度相乘并得到一个 std::array。例如：std::array<int, D0 * D1 * D2 * D3>。然后，您可以提供实用函数或包装器 class 将多维索引转换为一维索引。

总之...

这是一个使用显式模板特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>
>);

live example on wandbox

这是一个基于变量模板偏特化的解决方案：

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>
>);

live example on wandbox

Answer 2

您可能会使用额外的图层：

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;

多维 std::array 的可变参数模板

Variadic template for multidimensional std::array

c++

generic-programming

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