如何从数据构造一个 n 维数组

Question

我想创建一个函数，它接收一个一维数字数组和一个形状，并返回一个数组，其中包含那些具有给定形状的数字。例如，如果我给它数组 [1, 2, 3, 4] 和形状 [2, 2]，我希望它给我二维数组 [[1, 2], [3, 4]]。

我知道这很简单，但我的问题是指定返回类型。 我想避免只使用该函数的 [Any] 返回类型。就像给定的形状是二维的一样，返回类型应该是 [[Int]]、3 维 [[[Int]]] 等。我如何指定具有任意维数的整数数组作为返回类型?这甚至可能吗？

我对 swift 还很陌生，所以我还没有完全理解它的整个哲学。谢谢！

Answer 1

您所描述的是一个矩阵。这与数组数组不同。比如下面是合法的[[Int]]，却是非法的Matrix2：

[[1, 2], [1]]

Swift 没有内置的矩阵类型。你必须建立你自己的。有很多小项目可以寻找灵感。我不知道是否真的有足够的能力考虑完整的实现，但它们足以让你走上正确的轨道。他们通常希望包含 Accelerate，如果您不需要它，这会大大增加复杂性。

• https://github.com/hollance/Matrix
• https://github.com/stsievert/swix

任何 Matrix 类型的核心，如果你想构建自己的，是这样的：

struct Matrix {
    private var storage: [Int]
    let rows: Int
    let columns: Int

    init(rows: Int, columns: Int) {

        precondition(rows > 0 && columns > 0)

        self.rows = rows
        self.columns = columns
        self.storage = Array(repeating: 0, count: rows * columns)
    }

    subscript(row: Int, column: Int) -> Int {
        get {
            return storage[row * columns + column]
        }
        set {
            storage[row * columns + column] = newValue
        }
    }
}

关键是存储只是一个扁平的元素数组，你可以按行和列下标。

这个设计的一个好处是你的问题几乎是微不足道的，因为你的输入正是存储。

extension Matrix {
    enum Error: Swift.Error {
        case invalidShape
    }

    init(rowMajorValues: [Int], rows: Int, columns: Int) throws {
        self.init(rows: rows, columns: columns)
        guard storage.count == rowMajorValues.count else {
            throw Error.invalidShape
        }
        storage = rowMajorValues
    }
}