返回未知大小的 std::array答案

【问题标题】：Return std::array of unknown size返回未知大小的 std::array
【发布时间】：2018-05-26 18:17:16
【问题描述】：

我想从我的函数中返回一个多维 std::array。返回数组的大小应由输入参数的大小决定。比如：

std::array<std::array<unsigned int, n>, n> foo(std::vector<int> vec){
    unsigned int n = vec.size;
    std::array<std::array<unsigned int, n>, n> result;
    return result;
}

如果没有烦人的额外模板参数来解决这个问题会很好。 std::vector 而不是 std::array 似乎不像 std::array （没有显式初始化）那样用 n （未确定的）项目初始化。这怎么可能？谢谢！

【问题讨论】：

std::array 的大小必须在编译时知道。这就是尺寸模板化的原因
为什么需要使用 std::array 作为返回类型而不是 std::vector？
@ F. Salido：对于类似 C 风格的数组，您可以执行以下操作： int[] foo() { // ... @N. Butterworth：如果我使用 std::vector，我将不得不使用嵌套的 for 循环使用 n^2 个元素初始化完整的对象——我努力省略这一点。 @乔治;如果没有比您迄今为止最好的解决方案更好的解决方案，我希望将它们视为能够将其标记为最佳解决方案的答案:-)
@user7427029 int[] foo() 不会编译，int foo()[] 也是如此。
@HolyBlackCat 我相信这是一个扩展.. 组织和返回编译时未知大小的多维数组的唯一方法是裸指针，或者是裸指针的包装类指针。向量可以充当替换，重新定义的迭代器可以允许模拟多维的技巧。

标签： c++ arrays c++11 multidimensional-array

【解决方案1】：

您需要知道的第一件事是std::array 的大小在编译时是固定的，就像来自 cppreference sais 的 documentation：

std::array 是一个封装固定大小数组的容器。

此容器是一个聚合类型，其语义与将 C 样式数组 T[N] 作为其唯一非静态数据的结构会员。

如果n 来自std::cin 或来自命令行参数（或编译时以外的任何类型的输入），则编译器无法推断类型，因此会抛出错误。

最明智的做法是使用std::vector，您可以这样做：

std::vector<std::vector<unsigned int>> foo(std::vector<int> vec){
    unsigned int n = vec.size();
    std::vector<std::vector<unsigned int>> result(n, std::vector<unsigned int>(n));
    return result;
}

只需使用向量的大小构造函数初始化每个向量。

【讨论】：

我觉得在这种情况下 RVO 是不可能的
@Swift 好吧，如果您不想创建新副本，您可以随时强制移动，这没什么大不了的。

【解决方案2】：

您可以使用其 c'tor 创建一个 n 大小的 std::vector 或 n 大小的 std::vector s，即：

std::vector<std::vector<unsigned int>> result(n, std::vector<unsigned int>(n, 0));

注意：根据cppreference.com，上面std::vector s c'tor 示例中使用的第二个参数是要创建的每个项目的值：c'tor 签名：

vector( size_type count, const T& value, const Allocator& alloc = Allocator());.

【讨论】：

这是可能的，但它是分配成本的噩梦......或者对于尝试使用这种存储结构的多线程的任何人来说都是噩梦
@Swift “有可能，但这是分配成本的噩梦” 为什么？而且我怀疑多线程是否相关，但为什么使用std::vector<std::vector<>>（尤其是在小程序中）会成为问题？
C++ 是一种可以将复杂代码隐藏在简单结构后面的语言该类型本质上是一个行数不均匀的数组，因为每一个“行”都由向量表示，并且可以独立改变其大小。但它不是 python 的 numty 的模拟。如果不将所有数据复制到另一个存储，就无法将其表示为 2D 数组。如果 OP ever 需要做后者（使用大量 API（例如 OpenGL）或与 python 或其他语言接口的非常常见的问题），他能做到的唯一有效方法是制作一个包装类围绕一维向量。

【解决方案3】：

尝试使用Boost.MultiArray。它允许您创建具有任意内容类型的内容的多维数组。我已经使用了它（更具体的 boost::multi_array_ref 部分）并且效果很好。一个重要的特性是能够创建数组views（以及基于视图的切片）。

【讨论】：