如何在 C++ 中存储自定义对象矩阵

Question

我有一个我定义的 C++ 类，并想存储这个类的实例矩阵。有没有人有一些代码示例可以这样做？我找到了带有向量的例子，但我不确定这是否是最好的解决方案，或者是否有一些“更简单”的东西（更像是 Objective-C 风格 -> NSArray * array）。

有什么建议吗？

Answer 1

在这个宇宙中，从来不存在“最佳解决方案”。有很多方法可以在 C++ 中呈现矩阵，这完全取决于您的选择。

1. C 风格的天真解决方案

使用多维数组（静态或动态）：

MyClass arr[size_y][size_x];

MyClass** arr;

用法：

arr[y][x] = MyClass(a, b, c);  // writing to (x, y)

代码简单，性能差（引用的局部性），容易发生内存泄漏（手动内存管理）和容易出错（例如越界访问）

2. C 风格的解决方案

使用普通数组而不是多维数组。

  MyClass arr[size_y * size_x];
  arr[y * size_x + x] = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，代码有点难，每次计算索引仍然会泄漏和容易出错。

3.C++程序风格的解决方案

同上，但使用std::array（对于固定大小矩阵）或std::vector（对于动态大小矩阵）而不是普通数组。

std::array<MyClass, size_x * size_y> arr;
arr[y * size_x + x] = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，没有泄漏，越界仍然存在。

4.面向对象的C++解决方案

使用std::array（对于固定大小矩阵）或std::vector（对于动态大小矩阵）作为底层存储编写（模板化）类。超载operator()。

template<class T, size_t rows, size_t cols>
class Matrix
{
    std::array<T, rows * cols> m_Data;
public:
    T& operator()(size_t y, size_t x)
    {
        return m_Data[y * cols + x];
    }

    // more methods go here
}

用法：

 Matrix<MyClass, size_x, size_y> arr;
 arr(x, y) = MyClass(a, b, c); // writing to (x, y)

缓存友好，无泄漏，程序员友好的语法。聪明的！;)

5. 使用一些库

如果你需要一些线性代数的细节，比如稀疏矩阵，或者你只是不想重新发明轮子，去谷歌搜索一些库。以下是一些示例：Boost uBlas、Armadillo、Eigen。智能，方便，但需要一些学习。