代码执行：如何手动创建多维数组？答案

【问题标题】：Code executing : How to create a multiple dimensional array manually?代码执行：如何手动创建多维数组？
【发布时间】：2013-02-02 19:16:01
【问题描述】：

如果我手动输入此脚本并调用计算器：

integer array[100];

然后我的计算器将创建一个名为“数组”的vector<int> 对象，其中包含 100 个元素。

但是 C++ 代码是独一无二的。例如，如果我输入并调用：

integer array[100][100];
integer array[100][100][100];
//etc

那么模板vector<int>是非法的.... :(

真烦人！我试过了，但找不到更好的解决方案。谁能给我一些提示？

【问题讨论】：

什么是“我的计算器？”
它看起来像一个小脚本c++解析器，包含许多各种数学运算。
嵌套向量？ IE。 std::vector<std::vector<int>>
您的意思是，在您的脚本语言中，嵌套数组的级别应该是无限的。但是由于脚本 = 运行时和模板实例化 = 编译时，你就有问题了。
你真的是在生成代码，即从你的特殊语言翻译成C++，然后C++程序必须单独编译吗？还是你直接解释你的脚本？

标签： c++ visual-c++ multidimensional-array

【解决方案1】：

这个答案涵盖了通常不同的方法。

要支持任意嵌套、动态大小的数组（因此嵌套数组的深度在编译时不受限制），您应该使用类似以下的内容。

脚本语言中的变量类型应该是：

整数
浮动
（...您想要支持的其他原始类型...）
任意这些类型的数组（包括数组）
（...其他容器类型，例如关联地图，如果您想支持它...）

这通常使用“变体”类型来完成，例如 Qt 中的 Boost Variant 或 QVariant。变体类型基本上是一组类型的联合（所以它是其中一个）加上一个类型描述符，它告诉它实际包含的类型。

所以任何类型的数组都可以表示，如果这个“任何类型”又是一个数组。所以你可以支持嵌套数组的动态深度。

请注意，“任何类型的数组”实际上应该是这种变体类型的向量。 Boost Variant 的问题是您必须明确列出它可以作为模板参数保存的类型。这将导致递归：

boost::variant<int, float, ..., std::vector<boost::variant<..., ...> > >
                                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
                                                    recursion

在 Qt 中有 QVariant 类型，它基本上可以容纳 Qt 支持的任何类型。 QVariant 不是模板类，因此它的类型不包含这样的递归。我不知道是否有类似的提升类型，但我对此表示怀疑。

如果您的数组在脚本执行期间无法调整大小（或者如果它们应该调整大小，您可以分配一个新的并复制内容），有一个更简单解决方案。只需将数组存储在一维向量中，还将您的脚本语言中数组的维度存储在另一个向量中。然后你可以使用如下的索引方法。

class ScriptArray {
    vector<int> dim;
    vector<int> elements;

    int getIndex(vector<int> indexList) const {
        int multiplicator = 1;
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < dim.size(); ++i) {
            index = multiplicator * indexList[i];
            multiplicator *= dim[i];
        }
        return index;
    }
};

这基本上是对以下思想的概括。考虑一个要表示为一维数组（10000 个元素）的二维数组（100 x 100 个元素）。对于原始数组 (x, y) 中的任何索引，您可以将其映射到内部数组 (x + 100 * y) 的一维索引。对于 3 维数组，它只包含另一个乘法 (x + 100 * y + 100*100 * z) 等等...

此解决方案和调整数组大小的问题在于，当维度的大小发生变化时，元素会在数组中“移动”（特殊情况：最后一个维度，因为该维度是“最外层”的维度）。因此，您可以忍受调整大小时数组无效的事实，或者您将内容复制到具有新大小的新数组中，或者您实现一些复杂的调整大小方法，该方法小心地插入空格/删除数组中的一些元素正确的地方。

【讨论】：

谢谢你的把戏！但是如果我有一个指针，比如integer array[100][100] 和integer ** pint = array 然后疯狂地访问一个元素pint[15][65]，这个调整可以应用吗？并且指针除了地址值外不包含任何信息。
您的意思是您的 C++ 或脚本语言中有这样的指针吗？如果用户在您的脚本中分配了一个数组，您应该将附加信息存储在在C++中。例如，pint[15][65]（脚本）在 C++ 中可以被评估为variable->getElement(indexList)（其中indexList 是一个带有15、65 的向量）。 getElement 使用 getIndex 将其转换为一维索引，我们称之为 i，因此您可以在 C++ 中使用 return elements[i]。

【解决方案2】：

我假设您已经创建了自己的语言，并希望使用 C++ 进行解析。您的解析器知道您正在定义一个变量，因为它会在标识符之前找到类型 integer。然后您要做的是检查是否必须创建普通变量或多维数组。

如果不存在括号 ([]) -> 普通变量
如果存在括号 -> 循环计算有多少个。然后分配嵌套向量。只有最终的向量会有int 类型的元素。

因此，实现这一点的最简单方法是忘记数组，而将其视为只有一个括号的多维数组的特例。

【讨论】：