如何在 C++ 中存储自定义对象的矩阵 [关闭]

Question

我有一个我定义的 C++ 类，并希望存储该类实例的矩阵。有没有人这样做的一些代码示例？我找到了向量的例子，但我不确定这是否是最好的解决方案，或者是否有一些“更简单”的东西（更像是 Objective-C 风格 -> NSArray * array）。

有什么建议吗？

Answer 1

在这个宇宙中永远不存在“最佳解决方案”。有很多方法可以在 C++ 中呈现矩阵，这完全取决于您的选择。

1. C 风格的幼稚解决方案

使用多维数组（静态或动态）：

MyClass arr[size_y][size_x];

MyClass** arr;

用法：

arr[y][x] = MyClass(a, b, c);  // writing to (x, y)

代码简单、性能差（引用的局部性）、容易发生内存泄漏（手动内存管理）和容易出错（例如访问越界）

2。 C 风格的解决方案

使用普通数组而不是多维数组。

  MyClass arr[size_y * size_x];
  arr[y * size_x + x] = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，编码有点困难，每次计算索引仍然会泄漏和容易出错。

3. C++程序风格解决方案

同上，但使用std::array（用于固定大小矩阵）或std::vector（用于动态大小矩阵）而不是普通数组。

std::array<MyClass, size_x * size_y> arr;
arr[y * size_x + x] = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，没有泄漏，仍然存在超出范围。

4.面向对象的 C++ 解决方案

使用std::array（对于固定大小的矩阵）或std::vector（对于动态大小的矩阵）作为底层存储来编写（模板化）类。重载operator()。

template<class T, size_t rows, size_t cols>
class Matrix
{
    std::array<T, rows * cols> m_Data;
public:
    T& operator()(size_t y, size_t x)
    {
        return m_Data[y * cols + x];
    }

    // more methods go here
}

用法：

 Matrix<MyClass, size_x, size_y> arr;
 arr(x, y) = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，无泄漏，程序员友好的语法。聪明的！ ;)

5.使用一些库

如果您需要一些线性代数细节，例如稀疏矩阵，或者您只是不想重新发明*，请去谷歌搜索一些库。以下是一些示例：Boost uBlas、Armadillo、Eigen。智能、方便，但需要一些学习。

Answer 2

您可以通过嵌套容器来创建矩阵，例如C++11std::array.

class Foo {
    /* ... */
};

int main() {
    // Create 3x3 matrix of Foo's.
    std::array<std::array<Foo, 3>, 3> mat;
}

或者使用普通的旧多维数组。

Foo mat2[3][3];

如果您在编译时不知道大小，请使用std::vector。

std::size_t n = 3;
std::size_t m = 3;
std::vector<std::vector<Foo>> mat3(n, std::vector<Foo>(m));

Answer 3

如果 Foo 是您的班级的名称，那么这将创建一个矩阵

Foo matrix[4][4]; //for a 4x4 matrix

或

Foo **matrix;

您可以使用 new 或 ma​​lloc 对其进行初始化。