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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 程序语言 » C/C++ » C++对高维数组有什么比较好的操作方式？
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lixy1217

木虫 (著名写手)
引用回帖:
10楼: Originally posted by dk1013 at 2015-09-17 11:05:22
很好奇楼主是什么样的问题必须得用10维数组。

偏微分方程计算中，出现10个变量的函数并不奇怪
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偶尔敞开心扉，世界将不再孤独
11楼2015-09-18 08:59:36
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wshwujian

银虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
声明10维数组的指针，怎么会加10个*呢？
四维数组：int a[4][2][3][4]，该数组的指针声明为：int (*p)[2][3][4];无论是直接使用，还是函数传参。p和数组名是一样的。使用p[j][k][l][m]与*（*（*（*(P+j)+k）+l）+m）是一样的。都是通过地址访问数组啊。。
如果声明的上述自动存储变量的话，动态内存内配。也是一样的。new返回的也是指针类型;
如：int(*p)[2][3][4]=new int[4][2][3][4];
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12楼2016-02-08 21:16:08
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virtualzx

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
如果自定义类就不该再用星号了，你应该定义一个类，类内部储存一维结构，然后重置[]就可以了。只需要存储每一维的位移量，计算坐标就可以用整数列相乘求和得到，这样需要的操作数就从N^2降到N数量级了；这和你直接用[][][]...的计算量是一样的。当然现实中一般都是等距位移，不需要这么复杂。不过你可能会禁不住诱惑又加上许多其他运算--不过还是忍住为好

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13楼2016-02-08 23:44:35
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RainyBlueSky

银虫 (小有名气)
定一个模板类

发自小木虫Android客户端
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14楼2016-02-13 11:50:48
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apsjin

新虫 (小有名气)
blitz++

发自小木虫Android客户端
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15楼2016-02-17 08:58:40
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lixy1217

木虫 (著名写手)
引用回帖:
12楼: Originally posted by wshwujian at 2016-02-08 21:16:08
声明10维数组的指针，怎么会加10个*呢？
四维数组：int a，该数组的指针声明为：int (*p);无论是直接使用，还是函数传参。p和数组名是一样的。使用p与*（*（*（*(P+j)+k）+l）+m）是一样的。都是通过地址访问数组啊 ...

这种定义范式太限制了吧？
因为后面的2、3、4都要求是固定数值
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偶尔敞开心扉，世界将不再孤独
16楼2016-02-17 10:41:00
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几罗星人

新虫 (初入文坛)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
lixy1217: 金币+1, 谢谢参与~ 2016-02-24 12:00:45
动态高维数组可以用一位数组去模拟，就是动态分配足够大的一维数组，然后在上面模拟高维数组。就是你最后提出来的想法。
定义了数组：
        T MDA[P][Q][R][S][T]……[Y][Z]
访问MDA[a][c][d]……[j][k]即取得其指针，由于数组在内存上是连续储存的，计算指针偏移即可。计算指针偏移的算法为：
        &MDA[a][c][d]……[j][k]
          == &MDA[0][0][0][0]……[0][0] +
                （a*Q*R*S*T*……*Y*Z +
                   b    *R*S*T*……*Y*Z +
                   c        *S*T*……*Y*Z +
                   d           *T*……*Y*Z +
                   …… +
                   j                          *Z +
                   k
                )

           == &MDA[0][0][0][0]……[0][0] +
                (((（a*Q + b)*R+ c)*S+d)*T+ …… )……

而&MDA[0][0][0][0]……[0][0]正是一维数组的起始地址。下面的第二种算式从算法的角度来说可能更优一些， 少了很多乘法。不过代码不好写，而且如果我直接写下面的这种，估计看不懂规律。还是要看上面的那种。类型T是一个抽象的类型，而上式计算的指针偏移是按照类型T去算的，而不是字节，也就是中间的“+”号，每加一次，指针都是向后移动sizeof(T)个字节。

这样的模拟要增加多少运算量，如果封装成类，其他的操作都是常数时间，只有这计算地址偏移是随着维数越高而增长的。要算这个的时间复杂度的话，设维数为n，以乘法作为主要运算，则上面的是n+(n-1)+(n-2)+……+1，即O(n^2)；下面的是O(n)。

上传一个我自己写的封装。类MDArray是一个高维数组，可以在构造函数中指定维数，然后变参的构造函数收取相应个数的int数值作为每一维的大小。通过MDArray.Element(下标1,下标2……）的方式访问某一个元素。只是这样有两个不好：1.改变了MDArray[][][]……的访问方式。2.必须自己保证传入的参数个数正确，否则就栈错误了。
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  • 附件 1 : MultiDimenArray.h
    • 2016-02-24 01:08:09, 7.43 K
17楼2016-02-24 01:16:12
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lixy1217

木虫 (著名写手)
引用回帖:
17楼: Originally posted by 几罗星人 at 2016-02-24 01:16:12
动态高维数组可以用一位数组去模拟，就是动态分配足够大的一维数组，然后在上面模拟高维数组。就是你最后提出来的想法。
定义了数组：
        T MDA……
访问MDA……即取得其指针，由于数组在内存上是连续储存的 ...

这种方法的一个缺陷就是访问一个元素还得算好多次乘法，效率堪忧。
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偶尔敞开心扉，世界将不再孤独
18楼2016-02-24 12:02:58
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43fd6ys

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
好好编程,只用一维数组,放弃高维数组.
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19楼2016-02-24 20:07:48
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几罗星人

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
18楼: Originally posted by lixy1217 at 2016-02-24 12:02:58
这种方法的一个缺陷就是访问一个元素还得算好多次乘法，效率堪忧。...

虽说如此，但是使用下面的一种算法，可以有效减少乘法的数量。如果直接使用高维数组，计算的过程是由编译器完成的，这倒好办多了。但是如果允许动态创建指定维数的话，这些就只能被动态计算。这就是为什么C++不允许动态指定高维数组的所有维数，只能指定最后一维的原因。否则对数组的访问代码都没办法在编译期计算偏移。
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20楼2016-02-24 21:56:19
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