c++ - 有没有办法在 C++11 中传递嵌套初始化列表来构造二维矩阵？

Question

假设你有一个简单的矩阵类

template <typename T = double>
class Matrix {

  T* data;
  size_t row, col;

public:

  Matrix(size_t m, size_t n) : row(m), col(n), data(new T[m*n]) {}
  //...       

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Matrix& m) {
    for (int i=0; i<m.row; ++i) {
      for (int j=0; j<m.col; ++j)
        os<<" "<<m.data[i + j*m.row];
      os<<endl;
    }
    return os;
  }
};      

有没有办法用初始化列表初始化这个矩阵？我的意思是从初始化列表中获取矩阵和元素的大小。类似于以下代码:

Matrix m = { {1., 3., 4.}, {2., 6, 2.}};

会打印

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 2 6 2

期待您的回答。谢谢你们。 啊

编辑

因此，我根据您的建议制作了一个使用初始化列表初始化元素的通用数组。但这是我能得到的最通用的。 如果你们中的任何人对使它成为更通用的类有任何建议，我将不胜感激。 还有几个问题:

• 派生类可以初始化基类的状态吗？因此，我没有调用基本构造函数，但我还是应该调用它吗？
• 我将 Generic_base 类的析构函数定义为 protected ，这是正确的做法吗？
• 是否有任何可预见的方式以更通用的方式执行属于初始化程序的构造函数的代码？我的意思是有一个处理所有情况的一个通用构造函数？

我只包含了必要的代码来说明在构造中使用初始化列表。当进入更高维度时，它会变得困惑，但我只是为了检查代码。

#include <iostream>
#include <cassert>

using std::cout;
using std::endl;


template <int d, typename T>
class Generic_base {

protected:

  typedef T value_type;

  Generic_base() : n_(), data_(nullptr){}

  size_t n_[d] = {0};
  value_type* data_;
};



template <int d, typename T>
class Generic_traits;


template <typename T>
class Generic_traits<1,T> : public Generic_base<1,T> {

protected:

  typedef T value_type;
  typedef Generic_base<1,T> base_type;
  typedef std::initializer_list<T> initializer_type;

  using base_type::n_;
  using base_type::data_;


public:

  Generic_traits(initializer_type l) {

    assert(l.size() > 0);
    n_[0] = l.size();
    data_ = new T[n_[0]];

    int i = 0;
    for (const auto& v : l)
      data_[i++] = v;
  }
};


template <typename T>
class Generic_traits<2,T> : public Generic_base<2,T> {

protected:

  typedef T value_type;
  typedef Generic_base<2,T> base_type;

  typedef std::initializer_list<T> list_type;
  typedef std::initializer_list<list_type> initializer_type;

  using base_type::n_;
  using base_type::data_;

public:

  Generic_traits(initializer_type l) {

    assert(l.size() > 0);
    n_[0] = l.size();
    n_[1] = l.begin()->size();

    data_ = new T[n_[0]*n_[1]];

    int i = 0, j = 0;
    for (const auto& r : l) {

      assert(r.size() == n_[1]);
      for (const auto& v : r) {
        data_[i + j*n_[0]] = v;
        ++j;
      }
      j = 0;
      ++i;
    }
  }
};


template <typename T>
class Generic_traits<4,T> : public Generic_base<4,T> {

protected:

  typedef T value_type;
  typedef Generic_base<4,T> base_type;

  typedef std::initializer_list<T> list_type;
  typedef std::initializer_list<list_type> llist_type;
  typedef std::initializer_list<llist_type> lllist_type;
  typedef std::initializer_list<lllist_type> initializer_type;

  using base_type::n_;
  using base_type::data_;

public:

  Generic_traits(initializer_type l) {

    assert(l.size() > 0);
    assert(l.begin()->size() > 0);
    assert(l.begin()->begin()->size() > 0);
    assert(l.begin()->begin()->begin()->size() > 0);

    size_t m = n_[0] = l.size();
    size_t n = n_[1] = l.begin()->size();
    size_t o = n_[2] = l.begin()->begin()->size();
    n_[3] = l.begin()->begin()->begin()->size();

    data_ = new T[m*n*o*n_[3]];

    int i=0, j=0, k=0, p=0;
    for (const auto& u : l) {
      assert(u.size() == n_[1]);
      for (const auto& v : u) {
        assert(v.size() == n_[2]);
        for (const auto& x : v) {
          assert(x.size() == n_[3]);
          for (const auto& y : x) {
            data_[i + m*j + m*n*k + m*n*o*p] = y;
            ++p;
          }
          p = 0;
          ++k;
        }
        k = 0;
        ++j;
      }
      j = 0;
      ++i;
    }
  }
};



template <int d, typename T>
class Generic : public Generic_traits<d,T> {

public:

  typedef Generic_traits<d,T> traits_type;
  typedef typename traits_type::base_type base_type;

  using base_type::n_;
  using base_type::data_;

  typedef typename traits_type::initializer_type initializer_type;

  // initializer list constructor
  Generic(initializer_type l) : traits_type(l) {}

  size_t size() const {
    size_t n = 1;
    for (size_t i=0; i<d; ++i)
      n *= n_[i];
    return n;
  }

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Generic& a) {
    for (int i=0; i<a.size(); ++i)
      os<<" "<<a.data_[i];
    return os<<endl;
  }      
};


int main()
{

  // constructors for initializer lists

  Generic<1, double> y = { 1., 2., 3., 4.};
  cout<<"y -> "<<y<<endl;

  Generic<2, double> C = { {1., 2., 3.}, {4., 5., 6.} };
  cout<<"C -> "<<C<<endl;

  Generic<4, double> TT = { {{{1.}, {7.}, {13.}, {19}}, {{2}, {8}, {14}, {20}}, {{3}, {9}, {15}, {21}}}, {{{4.}, {10}, {16}, {22}}, {{5}, {11}, {17}, {23}}, {{6}, {12}, {18}, {24}}} };
  cout<<"TT -> "<<TT<<endl;

  return 0;
}

按预期打印:

y ->  1 2 3 4

C ->  1 4 2 5 3 6

TT ->  1 4 2 5 3 6 7 10 8 11 9 12 13 16 14 17 15 18 19 22 20 23 21 24

Answer 1

为什么不呢？

  Matrix(std::initializer_list<std::initializer_list<T>> lst) :
  Matrix(lst.size(), lst.size() ? lst.begin()->size() : 0)
  {
     int i = 0, j = 0;
     for (const auto& l : lst)
     {
        for (const auto& v : l)
        {
           data[i + j * row] = v;
           ++j;
        }
        j = 0;
        ++i;
     }
  }

正如 stardust_ 建议的那样 - 你应该在这里使用 vector ，而不是数组。