Matlab在C++中重塑答案

【问题标题】：Matlab's reshape in c++Matlab在C++中重塑
【发布时间】：2014-06-01 15:53:15
【问题描述】：

在 Matlab 中，只要元素的数量不变，就可以将（N 维）矩阵从任何维度“重塑”到任何其他维度。那就是：

A = rand(10,10);
B = reshape(A, 100, 1);

Matlab 可以非常有效地做到这一点，因为 A 和 B 仍然指向同一块 100 个双精度数据块，它们只有在写入 A 或 B 时才会被复制：这称为写时复制。

我想要 C/C++ 中的这个 reshape 功能，也就是我希望能够做到这一点：

double flat[100];
double square[10][10] = ... flat ...;

这样正方形代表相同的数据，但解释器以另一种方式索引。

最后，我想要的是语法糖，做 square[i][j] 而不是 square[10*i+j]。所以，是的，编写一些能够以不同维度共享数据的类（如 matlab 所做的那样）重载索引运算符可能会做到这一点。不过，我正在寻找更简单的解决方案。

另一方面，我担心 C++ 标准允许编译器以不同的方式实现维度数组，这不符合我的要求。例如 int[10][10] 可以实现为 10 个双精度块上的 10 个块和指向它们的 10 个双精度指针块。而且，我可以自己创造这样的东西：

double **blowUp(double *array, int m, int n) {
    double **r = new double[m];
    for(int i=0; i<m; ++i, array+=n) r[i] = array;
    return r;
}

但是语法糖的想法消失了一点，特别是因为我还需要清理包装器数组。

另一种解决方案可能是模板下标运算符重载，其中模板参数包含数据的第一维：

http://ideone.com/aonHN2

但是正如编译错误所暗示的那样，如果不将数据包装在类结构中，这是不可行的。那么，如果我想要我想要的东西，我是否注定要在一个类中包装数据并编写大量样板代码？请让我知道你的想法！

【问题讨论】：

你知道编译时reshape的尺寸吗？
所以基本上，你懒得写课了？ :)
@RodyOldenhuis 我不喜欢样板代码。所以，也许我太懒了，写了一个搞砸了我的代码的类，但我并没有懒得在 SO 上构建一个问题，让我找到更合适的解决方案。
@DavidHeffernan 我可以对它们进行硬编码，因为我正在处理所有尺寸为 1600x1200 的图像，但我会发现这是一种令人失望的方法。所以我猜不是，你的建议是什么？
如果您不想对尺寸进行硬编码，为什么要接受您所做的答案？

标签： c++ c arrays matlab reshape

【解决方案1】：

如果您使用的是简单数组，则使用reinterpret_cast 非常容易。以你为例：

#include <iostream>

int main()
{
    int flat[100];
    for (int i=0; i<100; ++i)
        flat[i]=i;
    // now reinterpret that flat array as a 10x10 square
    int (&square)[10][10] = *reinterpret_cast<int(*)[10][10]>(flat);
    // print an arbitrary row
    for (int i=0; i<10; ++i)
        std::cout << square[5][i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}

这个简单的程序打印：

50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

【讨论】：

这与我的预期完全相反，因为我预期没有优雅的解决方案，但正是我正在寻找的。非常感谢！
这需要在编译时知道尺寸。

【解决方案2】：

最简洁的方法是将平面数组包装在一个类中。您可以实现使用 operator[] 来返回指向第 i^th 行的指针。这个operator[] 的实现需要知道你希望对底层数组施加的形状。

【讨论】：