在 C++ STL 中交错/去交错 3 个向量

Question

我正在尝试将三个信号波形组合成一个交错的波形。我需要知道在 C++ STL 中做到这一点的最佳方法。更好的解决方案会尽可能多地使用 C++ STL 风格，避免冗余代码等。是否有一些 STL“元组”类型的类可以为我做这件事？我始终需要连续存储以向后兼容其他代码（因此，向量）。最好的解决方案是正确且易于理解的。空间和速度不如正确性和易于理解那么重要。

输出波形的顺序必须如下：第一个通道的第一个样本，第二个通道的第一个样本，第三个通道的第一个样本，然后继续每个通道的第二个样本，并重复所有样本。我知道所有三个输入波形都有相同数量的样本。

在 Matlab 中，我会这样做：

函数 outputWaveform=Interleave3(a, b, c) outputWaveform=zeros([1 3*length(a)]); outputWaveform(1:3:end)=a(:); outputWaveform(2:3:end)=b(:); outputWaveform(3:3:end)=c(:);

这是我第一次尝试 C++ STL：

typedef vector dVector; typedef vector::iterator dVectorIT; dVector Interleave3(dVector a, dVector b, dVector c) { dVector 结果(0, 3*a.size()); dVectorIT aIT=a.begin(), bIT=b.begin(), cIT=c.begin(), rIT=result.begin(); for(;aIT != a.end(); ++aIT, ++bIT, ++cIT) { *rIT++=*aIT; *rIT++=*比特； *rIT++=*cIT; } 返回结果； }

它有效，但有更好的方法吗？我希望可能有一些聪明的方法可以用 transform() 在一行中做到这一点。你能把b附加到a，然后将c附加到a，然后将临时的“a1a2a3...-b1b2b3...-c1c2c3...”向量转换为“a1b1c1a2b2c2a3b3c3...”吗？

额外问题：我还需要逆运算（将 3*N 个样本的输出波形拆分为 3 个向量，每个向量包含 N 个样本）。 Matlab 解决方案非常简单：

函数 [a, b, c]=Deinterleave3(outputWaveform) a=输出波形（1：3：结束）； b=输出波形（2：3：结束）； c=输出波形（3：3：结束）；

C++ STL 看起来相当尴尬，我敢打赌还有比这更好的方法：

typedef vector dVector; typedef vector::iterator dVectorIT; void Deinterleave3(dVector outputWaveform, dVector &a, dVector &b, dVector &c) { 断言(!(outputWaveform.size()%3)); 明确（）; b.清除（）； c.clear(); dVectorIT oIT=outputWaveform.begin(); for(; oIT != outputWaveform.end(); ) { a.push_back(*oIT++); b.push_back(*oIT++); c.push_back(*oIT++); } }

transform() 和 back_inserter() 是否有一些巧妙的组合可以进行逆运算？同样，使用临时向量也是可以接受的。

Boost 有一个“zip iterator”，但我不知道它是否会执行交错或去交错操作。

编辑：修复丢失的尖括号 ()。 HTML 过滤器吃掉了它们！此外，我对如何使用自定义迭代器解决此问题有了新的想法。

Answer 1

如果您愿意使用 Boost，您可以使用slices 来获得与您在 Matlab 中的代码非常接近的语法。这是 Interleave3 函数的 C++ 版本：

template<typename V>
V Interleave3(V const& a, V const& b, V const& c)
{
    using namespace boost::numeric::ublas;

    V v(a.size() + b.size() + c.size());
    vector_slice<V>(v, slice(0, 3, a.size())) = a;
    vector_slice<V>(v, slice(1, 3, b.size())) = b;
    vector_slice<V>(v, slice(2, 3, c.size())) = c;

    return v;
}

问题在于，您必须使用 boost::numeric::ublas::vector，而不是使用 std::vector。

Answer 2

我不确定交错，但您可以使用 for_each 进行去交错。您仍然需要添加额外的错误检查（源大小是否正确等）：

#include <iostream>
#include <vector>

typedef std::vector<double> dVector;
typedef dVector::iterator dVectorIT;

class DeInterleave
{
public:
    DeInterleave(std::vector<dVector>& output) : output_(output), currentIndex_(0) { }
    void operator()(const dVector::value_type& item)
    {
        output_[currentIndex_].push_back(item);
        currentIndex_ = (currentIndex_ + 1) % output_.size();
    }

private:
    std::vector<dVector>& output_;
    int currentIndex_;
};

int main()
{
    dVector source;
    source.push_back(5.0);
    source.push_back(6.0);
    source.push_back(8.0);
    source.push_back(2.0);
    source.push_back(2.0);
    source.push_back(1.0);
    std::vector<dVector> dest(3);

    std::for_each(source.begin(), source.end(), DeInterleave(dest));

    std::cout << dest[0].size() << " " << dest[0][0] << ":" << dest[0][1] << std::endl;
    std::cout << dest[1].size() << " " << dest[1][0] << ":" << dest[1][1] << std::endl;
    std::cout << dest[2].size() << " " << dest[2][0] << ":" << dest[2][1] << std::endl;

    return 0;
}