如何扩展多个 index_sequence 参数包以在 C++ 中初始化二维数组？

Question

我正在尝试用 std::initializer_list 初始化我的 Matrix class。我知道我可以用 std::index_sequence 做到这一点，但我不知道如何在一个语句中扩展它们。我是这样做的：

template<size_t rows, size_t cols>
class Matrix {
public:
    Matrix(std::initializer_list<std::initializer_list<float>> il)
            : Matrix(il,
                     std::make_index_sequence<rows>(),
                     std::make_index_sequence<cols>()) {}

private:
    template<size_t... RowIs, size_t... ColIs>
    Matrix(std::initializer_list<std::initializer_list<float>> il,
           std::index_sequence<RowIs...>,
           std::index_sequence<ColIs...>)
            : values_{
            {
                    il.begin()[RowIs].begin()[ColIs]...
            }...
    } {}

public:
    float values_[rows][cols] = {};
};

第二次扩展失败，错误 Pack expansion does not contain any unexpanded parameter packs。也许我可以以某种方式指定要扩展的参数包？希望得到您的帮助！

Answer 1

如果您可以访问 C++20，则可以让构造函数采用 (const) 引用 rows x [= 的二维 C-style 数组13=] 元素。然后你可以只扩展行，让 std::to_array 为你做剩下的：

#include <array>
#include <cstdint>

template <std::size_t rows, std::size_t cols>
class Matrix {
   public:
    Matrix(float const (&il)[rows][cols])
        : Matrix(il, std::make_index_sequence<rows>()) {}

   private:
    template <std::size_t... RowIs>
    Matrix(float const (&il)[rows][cols], std::index_sequence<RowIs...>)
        : values_{std::to_array(il[RowIs])...} {}

   public:
    std::array<std::array<float, cols>, rows> values_;
};

int main() {
    Matrix<2, 3> m({{1, 2, 3}, {4, 5, 6}});
}

如果您无权访问 std::to_array，您自己实现它非常容易（在命名空间 std 之外）。

Answer 2

我认为问题出在 RowIs 和 ColIs 同时扩展的事实，即两者在初始化期间始终具有相同的值：0、1、2.. .

您可以检查 here 您当前的输出（修复编译器错误后）是否类似于 [[1.1, 5.5, 9.9], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] 对于下面的矩阵：

Matrix<3, 3> m{
    { 1.1, 2.2, 3.3 },
    { 4.4, 5.5, 6.6 },
    { 7.7, 8.8, 9.9 }
};

因为您只读取了il[0,0]、il[1,1]和il[2,2]以便设置values_。

你可以做的是创建一个具有平面索引的序列，从 0 到 Rows*Cols - 1，并使用 FlatIs/Rows 和 [从 il 读取每个值=23=]:

[Demo]

#include <array>
#include <cstdint>
#include <fmt/ranges.h>
#include <initializer_list>
#include <utility>

template<std::size_t Rows, std::size_t Cols>
class Matrix {
public:
    Matrix(std::initializer_list<std::initializer_list<float>> il)
        : Matrix(il, std::make_index_sequence<Rows*Cols>())
    {}

private:
    template<std::size_t... FlatIs>
    Matrix(std::initializer_list<std::initializer_list<float>> il,
        std::index_sequence<FlatIs...>)
        : values_{il.begin()[FlatIs/Rows].begin()[FlatIs%Cols]...}
    {}

public:
    std::array<std::array<float, Cols>, Rows> values_;
};

int main() {
    Matrix<3, 3> m{
        { 1.1, 2.2, 3.3 },
        { 4.4, 5.5, 6.6 },
        { 7.7, 8.8, 9.9 }
    };
    fmt::print("{}", m.values_);
}

// Outputs:
//
//   [[1.1, 2.2, 3.3], [4.4, 5.5, 6.6], [7.7, 8.8, 9.9]]

如何扩展多个 index_sequence 参数包以在 C++ 中初始化二维数组？

How to expand multiple index_sequence parameter packs to initialize 2d array in C++?

c++

stl

index-sequence

parameter-pack