技術(shù)背景

最近剛學(xué)習(xí)C++的一些編程技巧，對于一些相對比較陌生的問題，只能采取一些簡單粗暴的方案來實現(xiàn)。就比如說，我們可以在Python中定義一個[[0,0,0],[1,2],[1,1,1],[3]]這樣的不規(guī)則的二維數(shù)組(list)。那么如果我們想在C++中實現(xiàn)一個類似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)該怎么去設(shè)計呢？更具體一點的問題，當(dāng)我們給C++輸入一個固定長度的數(shù)組，比如Shape為(4,3)，然后再給出一個Shape為(4,)的有效索引數(shù)組，保存的是第二個維度中數(shù)據(jù)的有效長度（這里有個要求是輸入的有效位數(shù)處于固定長度數(shù)組的末尾，因為我們一般去更新數(shù)組時也是從末尾處push_back進去）。最后用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存這個不規(guī)則的二維數(shù)組，并且可以正常索引和打印。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先我們能夠想到的是，用雙重指針來對這樣的一個不規(guī)則數(shù)組進行索引，第一個指針指向第一個維度，第二個指針指向第二個維度，就類似于張量中的兩條邊。由于第二個維度是不定長度的，因此我們需要使用一個結(jié)構(gòu)體來包含一個不定長數(shù)組的指針，和具體的長度信息。

struct bucket{
    int num;
    int *ptr;
};

就比如這個bucket實現(xiàn)，對于單個bucket來說，可以用其中的*ptr指針來索引一個不定長度的數(shù)組，然后在外層定義一個*bucket指針，這樣可以索引到對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體中，形成一個二維的不定長度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

代碼實現(xiàn)

這里我們使用的案例是這樣的，首先要構(gòu)造一個定長的數(shù)組，然后對這個定長的數(shù)組的第二個維度進行分別的截斷，再賦值給我們定義好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這樣做的好處是，在Python跟C++的接口中也能夠使用這種方法來實現(xiàn)，我們只需要傳給C++一個定長的數(shù)組，以及第二個維度的有效長度，就能在C++中使用這樣一個不定長的數(shù)組進行高效的計算。詳細(xì)代碼如下所示：

// g++ main.cpp -o main && ./main
#include <iostream>
struct bucket{
    int num;
    int *ptr;
};
void print_bucket(bucket *bc, int shape[]){
    for (int i=0; i<4; i++){
        bucket bc_i = bc[i];
        printf("%d: ", bc_i.num);
        for (int j=0; j<shape[i]; j++){
            printf("%d,", bc_i.ptr[j]);
        }
        printf("\n");
    }
}
int main(){
    // 定長數(shù)組
    int arr[4][3] = {{0,1,2},{1,2,3},{2,3,4},{3,4,5}};
    // 有效長度
    int shape[4] = {2,3,2,1};
    // 先構(gòu)建結(jié)構(gòu)體數(shù)組
	bucket _bc[4];
    for (int i=0; i<4; i++){
        _bc[i].num = shape[i];
        _bc[i].ptr = arr[i];
        _bc[i].ptr += 3-shape[i];
    }
    // 再把結(jié)構(gòu)體數(shù)組賦值給結(jié)構(gòu)體指針
    bucket *bc = _bc;
    // 打印結(jié)構(gòu)體的所有內(nèi)容
    print_bucket(bc, shape);
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：

$ g++ main.cpp -o main && ./main
2: 1,2,
3: 1,2,3,
2: 3,4,
1: 5,

這里第一列輸出的是每一個不定長數(shù)組的長度，后面的是不定長數(shù)組的具體內(nèi)容。

總結(jié)概要

本文介紹了一個在C++中保存不定長二維數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)中，我們使用了一個含有指針和數(shù)組長度的結(jié)構(gòu)體，用這樣的一個結(jié)構(gòu)體構(gòu)造一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組，用于存儲每一個不定長的數(shù)組。最后可以將這個不定長數(shù)組的內(nèi)存地址賦值給一個結(jié)構(gòu)體指針，那么這個結(jié)構(gòu)體指針中就包含了所有不定長數(shù)組所需的內(nèi)容。類似的使用場景，更多的出現(xiàn)在Python和C++兩個不同的語言進行交互的時候，這樣操作可以兼具Python的易開發(fā)特性和C++的高性能特性。

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到此這篇關(guān)于C++中的不規(guī)則二維數(shù)組實現(xiàn)代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++二維數(shù)組內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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