遍历 boost::multi_array 视图

Question

我想了解如何使用 boost::multi_array 提供的视图功能。具体来说，我希望能够在单个循环内迭代表示初始矩阵（不一定是连续的）特定子矩阵的视图的所有元素。似乎提供的迭代器不会做我想要的（或任何东西，它不会编译）。

在下面的例子中，我有一个 2x6 矩阵，我想得到它的 2x4 子矩阵，所以，如果我尝试打印它，我希望得到 "BoosLion"。事实上，如果我对每个维度进行迭代，情况就是如此。但是当我尝试使用单个迭代器进行迭代时，程序将无法编译。

#include <boost/multi_array.hpp>
#include <iostream>


int main()
{
  boost::multi_array<char, 2> a{boost::extents[2][6]};

  a[0][0] = 'B';
  a[0][1] = 'o';
  a[0][2] = 'o';
  a[0][3] = 's';
  a[0][4] = 't';
  a[0][5] = '[=11=]';

  a[1][0] = 'L';
  a[1][1] = 'i';
  a[1][2] = 'o';
  a[1][3] = 'n';
  a[1][4] = 's';
  a[1][5] = '[=11=]';
  typedef boost::multi_array<char, 2>::array_view<2>::type array_view;
  typedef boost::multi_array_types::index_range range;
  array_view b = a[boost::indices[range{0,2}][range{0,4}] ];

  for (unsigned int i = 0; i < 2; i++ ) {
    for (unsigned int j = 0; j < 4; j++ ) {
      std::cout << b[i][j] << std::endl;
    }
  }
//  I want to do something like this:
//  for (auto itr = b.begin(); itr < b.end(); ++itr) {
//    std::cout << *itr << std::endl;
//  }
}

有谁知道如何只用一个循环进行迭代？我尝试搜索文档，但找不到任何相关内容。另外，如果有人知道另一个图书馆可以做到这一点，请告诉我，谢谢！

Answer 1

这是一种方法：

#include <iostream>
#include <boost/multi_array.hpp>

// Functor to iterate over a Boost MultiArray concept instance.
template<typename T, typename F, size_t Dimensions = T::dimensionality>
struct IterateHelper {
   void operator()(T& array, const F& f) const {
      for (auto element : array)
         IterateHelper<decltype(element), F>()(element, f);
   }
};

// Functor specialization for the final dimension.
template<typename T, typename F>
struct IterateHelper<T, F, 1> {
   void operator()(T& array, const F& f) const {
      for (auto& element : array)
         f(element);
   }
};

// Utility function to apply a function to each element of a Boost
// MultiArray concept instance (which includes views).
template<typename T, typename F>
static void iterate(T& array, const F& f) {
   IterateHelper<T, F>()(array, f);
}

int main() {
   boost::multi_array<char, 2> a{boost::extents[2][6]};

   a[0][0] = 'B';
   a[0][1] = 'o';
   a[0][2] = 'o';
   a[0][3] = 's';
   a[0][4] = 't';
   a[0][5] = '[=10=]';

   a[1][0] = 'L';
   a[1][1] = 'i';
   a[1][2] = 'o';
   a[1][3] = 'n';
   a[1][4] = 's';
   a[1][5] = '[=10=]';

   typedef boost::multi_array<char, 2>::array_view<2>::type array_view;
   typedef boost::multi_array_types::index_range range;
   array_view b = a[boost::indices[range{0,2}][range{0,4}] ];

   // Use the utility to apply a function to each element.
   iterate(b, [](char& c) {
      std::cout << c << std::endl;
   });

   return 0;
};

上面的代码定义了一个效用函数 iterate()，您向其传递一个满足 Boost MultiArray 概念（包括视图）的对象和一个应用于每个元素的函数。效用函数通过使用一个 Functor 来递归迭代每个维度。

CoLiRu

Answer 2

update2

根据@rhashimoto 提供的答案，我试着做了一些概括。具有以下功能

// moving the judgement of dimensionality to the function's return-type
template<class T, class F>
typename std::enable_if<(T::dimensionality==1), void>::type IterateArrayView(T& array, F f) {
    for (auto& element : array) {
        f(element);
    }
}

template<class T, class F>
typename std::enable_if<(T::dimensionality>1), void>::type IterateArrayView(T& array, F f) {
    for (auto element : array) {
        IterateArrayView<decltype(element), F>(element, f);
    }
}

// given f() takes extra arguments
template<class T, class F, class... Args>
typename std::enable_if<(T::dimensionality==1), void>::type IterateArrayView(T& array, F f, Args& ...args) {
    for (auto& element : array) {
        f(element, args...);
    }
}

template<class T, class F, class... Args>
typename std::enable_if<(T::dimensionality>1), void>::type IterateArrayView(T& array, F f, Args& ...args) {
    for (auto element : array) {
        IterateArrayView<decltype(element), F, Args...>(element, f, args...);
    }
}

您可以将一个函数应用于带有额外参数的每个元素。例如

int main() {
    using array_type = boost::multi_array<int, 3>;
    using view_type = array_type::array_view<3>::type;
    using range = boost::multi_array_types::index_range;

    array_type data;
    data.resize(boost::extents[16][4][4]);
    view_type view = data[boost::indices[range(0,4)][range()][range()]];

    int count = 0;
    IterateArrayView(view, [](int &i, int &count) { i = count++;}, count);
    std::cout << view[3][3][3] << std::endl; // output 63 (=4^3-1)

    return 0;
}

下面是错误的旧解决方案

事实上，boost::multi_array_view 提供了一个名为 origin() 的方法（参考：here）：

template <typename T, std::size_t NumDims>
class multi_array_view :
  public const_multi_array_view<T,NumDims,T*>
{
    // a lot of code ...
    element* origin() { return this->base_+this->origin_offset_; }
    // a lot of code ...
};

所以你可以通过

遍历它

array_view b;
for (auto it = b.origin(); it != b.origin()+b.num_elements(); it++) {
    // do something, e.g.
    *it = 'a';
}

对于boost::multi_array，您可以使用auto it = b.data()代替。

update1：抱歉，我的解决方案不正确。我刚刚发现，尽管 b.origin() 为您提供了正确的迭代器，但您仍在循环 multi_array 而不是 array_view。

遍历 boost::multi_array 视图

Iterate through a boost::multi_array view

c++

boost

boost-multi-array

update2

下面是错误的旧解决方案