将c多维数组转换为多维c++向量

Question

我正在尝试将 c 多维数组转换为多维 c++ 向量，我的意思是，将类似 int arr[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}}; 的内容转换为对应的向量。
数组不一定是二维的，也可以是这样的：

int arr[2][2][3] = {
   {
      {1,2,3},
      {4,5,6},
   },
   {
      {7,8,9},
      {10,11,12},
   }
};

最初我认为这样的事情会奏效，但事实并非如此，因为似乎std::vector 不允许从 C 数组进行转换。

std::vector<std::any> V(arr);

然后我想到函数递归之类的东西，这是我的尝试，（我不知道为什么！）抛出error: no matching function for call to 'length' 。

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <vector>
#include <any>

// Get the lenght of a classic C array.
template <class T, unsigned S>
inline unsigned length(const T (&v)[S]) {
  return S;
};

// Check wether the input is a classic C array or not.
template <class T>
bool is(const T& t) {
  return std::is_array_v<T>;
};

// Turn the classic C input array to vector.
template <class T>
std::vector<std::any> toVector(const T& t) {
  std::vector<std::any> V;
  for (int k = 0; k < length(t); k++) {
    if (is(t[k])) {
      V.push_back(toVector(t[k]));
    } else {
      V.push_back(t[k]);
    }
  }
  return V;
}

int main() {

  int16 a[] = {1,2,3};

  auto b = toVector(a);

}

我在第二次尝试中做错了什么？或者，有没有更简单的方法来做到这一点？
另外，我认为将向量中的所有数字转换为唯一的给定数据类型会更好，这可能吗？
我使用 c++11 和 g++ 作为编译器 –

请注意，我不知道我的数组有多少维。

Answer 1

C 多维数组的等价物是一个平面 C++ 向量加上一个多维数组视图。

朴素的等价物是向量的向量（可能是向量），它实际上对应于 C“锯齿状”数组。内存布局和性能特征会有很大不同。

网络上有很多多维数组视图的实现。

template<class A>
struct raw_ptr { using type=A*; };
template<class A, std::size_t N>
struct raw_ptr<A[N]>:raw_ptr<A>{};

template<class A>
using raw_ptr_t = typename raw_ptr<A>::type;

template<class T>
struct array_view;

template<class T, std::size_t D0, std::size_t D1>
struct array_view<T[D0][D1]> {
  T(*data)[D1]=0;
  constexpr array_view( T(&arr)[D0][D1] ):data(arr) {}
  explicit array_view( raw_ptr_t<T> buff ):data(reinterpret_cast<T(*)[D1]>(buff)) {}
  constexpr array_view<T[D1]> operator[](std::size_t i)const{
    return data[i];
  }
};
template<class T, std::size_t D0>
struct array_view<T[D0]> {
  constexpr array_view( T(&arr)[D0] ):data(arr) {}
  explicit constexpr array_view( T* buff ):data(buff) {}

  T* data=0;
  constexpr T& operator[](std::size_t i)const{
    return data[i];
  }
};

要转换 int[4][5][6] 你会这样做：

int array[4][5][6]={/*whatever*/};
std::vector<int> buff(&array[0][0][0], &array[3][4][5]);
array_view<int[4][5][6]> view{buff.data()};

现在，view[a][b][c] 与 array[a][b][c] 相同。

Live example.

template<class Array>
struct wrap_array_in_vector {
  using raw_ptr = raw_ptr_t<Array>;
  using value_type = std::remove_pointer_t<raw_ptr>;
  std::vector<value_type> data;
  array_view<Array> view;
  wrap_array_in_vector(wrap_array_in_vector const& other):
    data(other.data),
    view(data.data())
  {}
  wrap_array_in_vector(wrap_array_in_vector && other):
    data(std::move(other.data)),
    view(data.data())
  {
    other.view.data = nullptr; // no longer valid
  }
  decltype(auto) operator[](std::size_t i)const {
    return view[i];
  }
  wrap_array_in_vector( Array const& arr ):
    data( reinterpret_cast<value_type const*>(&arr[0]), reinterpret_cast<value_type const*>(&arr[1]) ),
    view(data.data())
  {}
};
template<class Array>
wrap_array_in_vector(Array&)->wrap_array_in_vector<Array>;
template<class Array>
wrap_array_in_vector(Array const&)->wrap_array_in_vector<Array>;

这样你就可以了

wrap_array_in_vector wrapped = array;

并且wrapped 会推断出它需要的所有类型信息。

Answer 2

这应该接近于转换为向量的最佳值。描述中误导的部分是大小不规则，因为它们是列表初始化的，在这种情况下使用 int，将为零。

#include <type_traits>
#include <vector>
#include <iostream>

template<typename T, std::size_t N>
auto to_vectors( T const (&c_array)[N] ) {
    using element_base_type = std::decay_t<T>;
    if constexpr( std::is_array_v<T> ) {
        using child_t = std::remove_cv_t<std::remove_reference_t<decltype( to_vectors( c_array[0] ) )>>;
        auto result = std::vector<child_t>( );
        result.reserve( N );
        for( auto const & element: c_array ) {
            result.push_back( to_vectors( element ) );
        }
        return result;
    } else {
        return std::vector<T>( c_array, c_array + N );
    }
 }


 int arr[2][2][3] = {
   {
      {1,2,3},
      {4,5,6},
   },
   {
      {7,8,9},
   }
};

auto v0 = to_vectors( arr );


template<typename Vec>
void display( Vec const & vec ) {
    if constexpr( std::is_same_v<int, typename Vec::value_type> ) {
        std::cout << "elements: {";
        for( int e: vec ) {
            std::cout << e << ',';
        }
        std::cout << "}\n";
    } else {
        std::cout << "element count: " << vec.size( ) << '\n';
        for( auto const & child: vec ) {
            display( child );
        }
    }
}


int main( ) {
    display( v0 );
}

这将输出

element count: 2
element count: 2
elements: {1,2,3,}
elements: {4,5,6,}
element count: 2
elements: {7,8,9,}
elements: {0,0,0,}