Java 3D数组:存储立方体，检索立方体的切片

Question

当使用奇数，立方3d数组(3x3x3, 5x5x5, 7x7x7等)时，返回该数组的2d切片的最有效方法是什么，给定用于定向切片的轴和用于确定切片沿该轴的相关位置的值?

Answer 1

我认为你有三个选项可以选择，这取决于你想要的切片方法的输入和输出:

• 切片在一个基本的多维Java数组上工作，产生一个基本的多维Java数组，例如:

int[][] ArrayUtils.slice(int[][][] cube, int axis, int sliceIndex)

• 切片在一个基本的多维Java数组上工作，产生一个带有getter的对象，例如

SomeKindOf2DimArrayClass ArrayUtils.slice(int[][][] cube, int axis, int sliceIndex)

• 切片使用非原语数组作为输入和输出，是这样一个类的方法:

SomeKindOf2DimArrayClass slice(int axis, int sliceIndex)

就你的界面而言。

实现方面，如果你使用原始数组，那么你没有太多的选择，只能做一些"繁重的工作"——为六轴构建一个二维数组——至少为第三轴。对于第一个轴，你只需要一个二维数组(即result = Arrays.copyOf(cube[sliceIndex])，或者甚至只是使用参考，如果你觉得活泼);第二个轴是

for(int i=0; i<cube.length; i++) {
    myAllocated2dArray[i] = Arrays.copyOf(cube[i][sliceindex])
}

如果你正在使用一个对象，你有很多选择，从我刚刚描述的到@Aquillo在他的回答中建议的，到带有getter方法的原始数组的O(1)空间包装。

通过阅读C语言faq中关于类似问题的答案，您可能会对已经建议的两种实现获得一些灵感，其中指针(引用)的使用是显式的:

我如何使用静态和动态分配的多维数组交替传递给函数?

Answer 2

由于这对我来说是一个相当有趣的主题，我也一直在寻找答案。我想你可能会很幸运地采用Mark Byers的方法:

对于如何使用1D数组，Mark有一个非常好的方法，而不是将其存储在3D数组中。

经过一番尝试，我想出了一个完整的立方体，希望这适合你:

public class Cube {
    int w, h, d;
    int[] cube;
    public Cube(int w, int h, int d) {
        this.w = w;
        this.h = h;
        this.d = d;
        System.out.println("cube: w" + w + ", h" + h + ", d" + d + " = " + (w * h * d));
        cube = new int[w * h * d];
    }
    int getCubeValue(int x, int y, int z) {
        return cube[x * h * d + y * d + z];
    }
    void setCubeValue(int x, int y, int z, int value) {
        System.out.println("value " + (x * h * d + y * d + z) + ": x" + x + ", y" + y + ", z" + z + " = " + value);
        cube[x * h * d + y * d + z] = value;
    }
    int[] xSlice(int x) {
        int[] slice = new int[h * d];
        for(int y = 0; y < h; y++) {
                for(int z = 0; z < d; z++) {
                        slice[y * d + z] = getCubeValue(x, y, z);
                }
        }
        return slice;
    }
    int xSliceValue(int[] slice, int y, int z) {
        return slice[y * d + z];
    }
    int[] ySlice(int y) {
        int[] slice = new int[d * w];
        for(int z = 0; z < d; z++) {
                for(int x = 0; x < w; x++) {
                        slice[z * w + x] = getCubeValue(x, y, z);
                }
        }
        return slice;
    }
    int ySliceValue(int[] slice, int x, int z) {
        return slice[z * w + x];
    }
    int[] zSlice(int z) {
        int[] slice = new int[w * h];
        for(int x = 0; x < w; x++) {
            for(int y = 0; y < h; y++) {
                slice[x * h + y] = getCubeValue(x, y, z);
            }
        }
        return slice;
    }
    int zSliceValue(int[] slice, int x, int y) {
        return slice[x * h + y];
    }
}

假设你做了一个像new Cube(3, 3, 3)这样的立方体，最后一个值将被cube.getCubeValue(2, 2, 2)接近，因为它从0开始。