选择多维数组切片的算法

Question

我正在开发一个开源科学库（用 C 语言编写），我们想要支持的操作之一是让“消费者”从“生产者”复制多维数组的任意切片。例如，假设我们有一个 4x5 二维数组（我为格式化道歉）：

10、20、30、40

50、60、70、80

90、100、110、120

130、140、150、160

170、180、190、200

尽管它们以大小为 20 的线性数组的形式公开：10、20、30、40、50、60、...、200

用户代码基本上传入了它想要选择的偏移量和计数（基本上是坐标）：

开始[2] = {0, 2}（x 开始，y 开始）

count[2] = {3, 2}（x 计数，y 计数）

这意味着对于 x 维度，从 0 位置开始，给我 3（x 坐标范围是 [0:2]，对于 y 维度，从位置 2 开始，给我 2（y 坐标范围然后是 [3,4])。

这应该会导致

130、140、150、170、180、190

复制到用户缓冲区（长度为 6）。

所以我们知道：我们知道数组的维度大小 (4x5)、维度数 (2) 以及用户想要的“坐标”。

数组维度可以是任意数量的维度... 1、2、3.. 6？ 100？因为在科学应用中，数组的维度非常大是很常见的。

这是C代码，老实说我想不出一个算法，把它变成代码来解决问题。我来自生物学背景，所以我对编码的算法思维方面没有太多经验。

有人对如何解决这个问题有任何建议吗？非常感谢您的帮助！

Answer 1

为了在线性数组中获得起点，您必须使用 start[0] * numColumns + start[1]。你必须有一个循环，比如

即使使用线性数组，您也可以使用多维语法访问元素，因为 c 在内部将多维数组存储为线性数组。

 for(int i = start[0], countx = 0, count < xcount; countx++, i++) {
      for( int j = start[1], county = 0; county < ycount; county++, j++) {
           // copy array[i][j] into another array.
      }
 }

Answer 2

您必须计算每个维度开始的偏移量。

Given array[5][6][7][8] ;//索引a,b,c,d等，维度dim(a)=5,dim(b)=6,dim(c )=7, 暗淡(d) =8

对于索引 a，position(0): pos(a[0]) = 0 实际上是 0*6*7*8

对于索引 a，position(a[1]) 为 0 {pos(a[0]} + 1（索引 a 的当前值）*6*7*8

通常对于索引 a，position(n) = pos(a[0]) + n * dim(b)*dim(c)*dim(d)

现在在这样的线性排列中，你的问题变成了洋葱，剥去外部维度以定位内部维度内的位置

对于索引 b，位置（或值）0 取决于索引 a 的值

所以对于索引 b，我们将相对于 pos(a[2]) 的位置写为 位置(a[2]b[0]) = 位置(a[2]) + 位置(b[0])

和pos(a[0])一样，pos(b[0])也是0； ，但它现在相对于任何有效值 0 的 pos(a[n])

所以 pos(a[2]b[0]) = pos(a[2]) + 0

pos(a[2]b[1]) 是 pos(a[2]) + pos(b[1]) 其中 posb[1] 为 0 + 1 * dim(c)*dim(d)

so 对于任何给定的坐标 pos(a[i]b[j]c[k],d[l]) 你的陈述位置是 pos(a[i])+ pos(b[j], +pos(c[k])+pos(d[l])

要选择任意数量的元素，您的值实际上将来自最后一个维度 d 的集合。

如果您想要 a 的 2 个单位、b 的 3 个单位、c 的 1 个单位和 d 的 2 个单位，您需要前进到 pos(a[i]b[j]c[k]d[l])并选择元素 d[l] 和 d[l+1]

然后回溯到 pos(a[i],b[j+1],c[k],d[l]) 并再次选择两个项目 d[l] 和 d[l+1]。

显然，这个解决方案最好由递归函数提供。

我的项目截止日期（还剩 2.5 周）很紧张，但我可以尝试在那之后设置代码......如果没有其他人敢于接受你的挑战。