代码执行:如何手动创建多维数组



如果我手动键入此脚本并调用计算器:

integer array[100];

然后,我的计算器将创建一个名为"array"的vector<int>对象,该对象包含100个元素。

但是C++代码是独一无二的。例如,如果我键入并调用:

integer array[100][100];
integer array[100][100][100];
//etc

那么模板vector<int>是非法的……:(

太烦人了!我试过了,但找不到更好的解决方案。有人能给我一些提示吗?

这个答案涵盖了通常不同的方法。


要支持任意嵌套、动态大小的数组(因此在编译时嵌套数组的深度不受限制),您应该使用以下内容。

脚本语言中变量的类型应该是:

  • 整数
  • 浮子
  • (…要支持的其他基元类型…)
  • 这些类型的任何的数组(包括数组)
  • (…如果您想支持其他容器类型,例如关联映射…)

这通常使用"变体"类型来完成,例如Boost变体或Qt中的QVariant。变体类型基本上是一组类型的并集(因此它是其中的一个)加上一个类型描述符,该描述符告诉它实际包含的类型。

因此,任何类型的数组都可以表示,如果这个"任何类型"再次是数组的话。因此,您可以支持嵌套数组的动态深度。

请注意,"任何类型的数组"实际上都应该是这种变体类型的向量。Boost Variant的问题在于,您必须显式地列出它可以作为模板参数的类型。这将导致递归:

boost::variant<int, float, ..., std::vector<boost::variant<..., ...> > >
                                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
                                                    recursion

在Qt中有一种类型QVariant,它基本上可以容纳Qt支持的任何类型。QVariant不是一个模板类,因此它的类型不包含这样的递归。我不知道是否有类似的助推类型,但我怀疑它。


如果在执行脚本期间无法调整数组的大小(或者如果应该调整数组的大小时,您可以分配一个新的数组并复制内容),则有一个更简单的解决方案。只需将数组存储在一维向量中,也可以将脚本语言中数组的维度存储在另一个向量中。然后可以使用如下索引方法。

class ScriptArray {
    vector<int> dim;
    vector<int> elements;
    int getIndex(vector<int> indexList) const {
        int multiplicator = 1;
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < dim.size(); ++i) {
            index = multiplicator * indexList[i];
            multiplicator *= dim[i];
        }
        return index;
    }
};

这基本上是对以下观点的概括。考虑一个二维数组(100 x 100个元素),您希望将其表示为一维数组(10000个元素)。对于原始数组(x, y)中的任何索引,都可以将其映射到内部数组(x + 100 * y)的一维索引。对于三维数组,它只包含另一个乘法(x + 100 * y + 100*100 * z)等等…

这个解决方案和调整数组大小的问题是,当维度的大小发生变化时,元素会在数组中"移动"(特殊情况:最后一个维度,因为这个维度是"最外层"的维度)。因此,您可以接受调整数组大小时数组将无效的事实,或者使用新大小复制新数组中的内容,或者实现一些复杂的调整大小方法,该方法会在正确的位置小心地插入空格/删除数组中的一些元素。

我假设您已经创建了自己的语言,希望使用C++进行解析。您的解析器知道您正在定义一个变量,因为它在标识符之前找到类型integer。然后,您要做的是检查是否必须创建一个普通变量或多维数组。

  • 如果不存在括号([])->Normal变量
  • 如果有括号->做一个循环来计算有多少。然后分配嵌套矢量。只有最后一个向量将具有类型为int的元素

因此,实现这一点的最简单方法是忘记数组,只将其视为只有一个括号的多维数组的特例。

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