如何在C++中生成任意嵌套的向量？

Question

在C++中,是否可以生成一个深度(维度)等于用户定义输入的嵌套向量？例如,如果用户输入值为2的整数,则一个程序可能会创建一个类型的对象vector< vector< vector<int> > >.显然,有许多其他方法可以轻松地在C++中实现类似的行为,但我纯粹感兴趣的是,是否可以实际生成任意嵌套的向量.最初,我认为这将是相当微不足道的,但我的实现都以相当奇怪的方式失败了.

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

template<typename A> void vec_print(vector<A> in){
    cout << "{";
    for(typename vector<A> :: iterator i = in.begin(); i != in.end(); ++i){
        cout << *i << ", ";
    }
    cout << "}" << endl;
}

template<typename B> void vec_print(vector< vector<B> > in){
    cout << "{";
    for(typename vector< vector<B> > :: iterator i = in.begin(); i != in.end(); ++i){
        vec_print(*i); cout << ", ";
    }
    cout << "}" << endl;
}

template<typename T> auto generate(unsigned int d){
    if(d == 0){
        vector<T> in;
        return in;
    }
    return generate< vector<T> >(d - 1);
}

int main(){
    unsigned int d = 0;
    cin >> d;
    vec_print(generate<int>(d));
    return 0;
}

最初,我认为这可能有用,但由于我对C++编译器如何处理模板函数的理解,我对此非常怀疑.使用带有--std=c++11标志的g ++编译器,在崩溃之前,g ++编译器递归地发出错误,通知我函数返回类型推导仅在C++ 17规范下可用.尝试使用--std=c++17标志编译此程序导致没有错误,但编译器只是崩溃.我怀疑编译器试图生成无限数量的,或者可能是2 ^ 31个模板函数,尽管我希望它能够通过生成无限模板函数的错误警告来处理它,而不是静默死亡.

Answer 1

该标准设置了符合程序不应超过的嵌套模板实例化深度限制 (1024)。不过，不需要实施来强制执行或诊断此限制或任何其他实施限制。它可能根本无法编译任何“太大”的程序。

gcc 和 clang 都可以使用标志来设置用户定义的模板实例化深度限制。为了查看发生了什么，请使用

g++ -std-c++17 -ftemplate-depth-20 yourprogram.cpp >& gcc.log

并查看生成的日志文件有多大。然后将深度增加到21，然后再做一次。多做几次，然后将你的发现推断出来-ftemplate-depth-1024。

当然，编译器崩溃是一个 QoI 问题，应该被视为一个错误。不管怎样，您的程序不符合要求，因为它超出了实施数量。

如果要处理任意维数的向量，则不能使用递归模板。您必须求助于其他技术，这些技术需要在运行时而不是在编译时设置维度。