如何在运行时指定数组的一个和维数？

Question

我正在研究建立分布熵的函数。它使用 copula，如果有熟悉的话。我需要根据“关心”的维度来总结数组中的值。

示例：考虑以下示例...

维度 0（横向） _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _|_ 2 _|维度 1 |_ 1 _|_ 0 _|_ 2 _|_ 0 _| （下） |_ 0 _|_ 3 _|_ 0 _|_ 6 _| |_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _| 我只“关心”维度 0，而“不关心”其余维度（维度 1）。 将此数组与上述规格相加将 将维度 1 的“堆栈”“折叠”为单个 4 x 1 数组： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |_ 1 _|_ 3 _|_ 2 _|_ 8 _| 然后可以将其相加，或执行任何操作。

我需要使用包含“n”个维度的数组来执行此操作，这可能是 20。此外，我需要能够做到这一点，关注某些维度并折叠其余维度。我对此特别困难，因为我无法想象 20 个维度：p。如果有人可以帮助我设置一些 c/c++ 代码来折叠/求和，我将非常感激。

更新：

刚到家。这里有一些信息可以回答您的问题：

1. 抱歉回滚编辑，我希望当我单击回滚时它会显示更改，这样我就可以看到我搞砸了，有点像维基百科。我发现情况并非如此。
2. @jeff - 什么没有意义？我使用这项出色的服务是出于（我认为是）合法的原因。我想在我的爱好上做得更好，就像我在高中一样。我的许多帖子都与实现遗传算法有关（这篇文章，sparsearray，排列数组，指针操作）。
3. 我正在使用稀疏数组表示，因为使用传统（密集）数组可能会超过宇宙中的分子数量。目前，sparsearray 本身的实现并不重要，因为我正在努力使其与标准数组一起工作，然后再进行稀疏表示。对于那些还没有看过我之前的问题的人，我使用二叉搜索树作为包含稀疏数组点的结构，并使用“驱动程序”函数在必要时遍历树，返回该函数的设计用途。这很灵活，因此我可以适应许多不同的访问数组的方法。
4. 结构是一个超立方体，维数是在运行时指定的，以及每个维的长度（都是一样的，因为它是一个超立方体）。

感谢大家的投入。

Answer 1

当你说你不知道有多少维度时，你到底是如何定义数据结构的？

在某些时候，有人需要创建这个数组，为此，他们需要知道数组的维度。您可以强制创建者将此数据与数组一起传递。

除非问题是定义这样的数据结构...

Answer 2

这可能有应用程序。假设您实现了一个 2D Conway 的生命游戏（它定义了一个 2D 平面，1 表示“活着”，0 表示“死”）并且您存储了每次迭代的游戏历史记录（然后定义了一个 3D 立方体）。如果你想知道历史上有多少细菌活着，你会使用上面的算法。您可以对 3D（以及 4D、5D 等）版本的 Game of Life 网格使用相同的算法。

我会说这是一个递归问题，我还不是 C 程序员，但我知道在 C 中是可能的。在 python 中，

def iter_arr(array):
  sum = 0
  for i in array:
    if type(i) == type(list()):
      sum = sum + iter_arr(i)
    else:
      sum = sum + i
  return sum 

1. 遍历数组中的每个元素
2. 如果元素是另一个数组，则再次调用该函数
3. 如果元素不是数组，则将其添加到总和中
4. 返回总和

然后，您可以将其应用于“关心”维度中的每个元素。

这在 python 中更容易，因为鸭子类型虽然 ...

Answer 3

如果你使用 STL 容器，或者Boost.MultiArray，这种事情会容易得多。但是如果你必须使用数组：

#include <iostream>
#include <boost/foreach.hpp>
#include <vector>

int sum(int x) {
    return x;
}

template <class T, unsigned N>
int sum(const T (&x)[N]) {
    int r = 0;
    for(int i = 0; i < N; ++i) {
        r += sum(x[i]);
    }
    return r;
}

template <class T, unsigned N>
std::vector<int> reduce(const T (&x)[N]) {
    std::vector<int> result;
    for(int i = 0; i < N; ++i) {
        result.push_back(sum(x[i]));
    }
    return result;
}

int main() {
    int x[][2][2] = {
        { { 1, 2 }, { 3, 4 } },
        { { 5, 6 }, { 7, 8 } }
    };

    BOOST_FOREACH(int v, reduce(x)) {
        std::cout<<v<<"\n";
    }
}

Answer 4

@杰夫

我实际上认为这是一个有趣的问题。我不确定它有多大用处，但这是一个有效的问题。

@Ed

你能提供更多关于这个问题的信息吗？你说数组的维度是动态的，但元素的数量也是动态的吗？

编辑：无论如何我都会尝试回答这个问题。我无法在脑海中为您提供代码（在这台 PC 上没有任何编译器的情况下需要一段时间才能正确完成），但我可以为您指明正确的方向...

让我们以索引 0 到 3 的 8 维 (0-7) 为例。您只关心 1,2 和 6。这意味着您有两个数组。首先，array_care[4][4][4] 表示 1,2 和 6。array_care[4][4][4] 将保存最终结果。

接下来，我们想以一种非常具体的方式进行迭代。我们有要解析的数组input[4][4][4][4][4][4][4][4]，我们关心维度 1、2 和 6。

我们需要定义一些临时索引：

int dim[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};

我们还需要存储我们想要增加索引的顺序：

int increase_index_order[8] = {7,5,4,3,0,6,2,1};
int i = 0;

此命令对于执行您的请求很重要。

定义一个终止标志：

bool terminate=false;

现在我们可以创建循环了：

while (terminate)
{
array_care[dim[1]][dim[2]][dim[6]] += input[dim[0]][dim[1]][dim[2]][dim[3]][dim[4]][dim[5]][dim[6]][dim[7]];

while ((dim[increase_index_order[i]] = 3) && (i < 8))
{
dim[increase_index_order[i]]=0;
i++;
}

if (i < 8) {
dim[increase_index_order[i]]++; i=0;
} else {
terminate=true;
}
}

这应该适用于 8 个维度，关心 3 个维度。让它变得动态需要更多时间，而我没有时间。希望这可以帮助。我很抱歉，但我还没有学习代码标记。 :(

Answer 5

如果我理解正确，您希望将每个“bin”沿一维定义的横截面中的所有值相加。我建议为您的目标创建一个一维数组，然后循环遍历数组中的每个元素，将值添加到目标，并使用感兴趣的维度的索引。

如果您使用任意数量的维度，则必须有一种寻址元素的方法（我很好奇您是如何实现的）。您对此的实施将影响您设置目标索引的方式。但一个明显的方法是在迭代循环中检查 if 语句。

Answer 6

x = number_of_dimensions;
while (x > 1)
{
  switch (x)
  {
    case 20:
      reduce20DimensionArray();
      x--;
    break;
    case 19:
      .....
  }
}

（对不起，忍不住了。）

Answer 7

您在 c/c++ 中执行此操作...所以您有一个数组数组...您不必可视化 20 维，因为这不是数据在内存中的布局方式，对于二维：

[1] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[2] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[3] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[4] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[5] --> [1,2,3,4,5,6,...]
 .           .
 .           .
 .           .

那么，为什么你不能遍历第一个总结它的内容？如果您正在尝试查找大小，那么sizeof(array)/sizeof(int) 是一种冒险的方法。您必须知道能够处理此数据的维度，并设置内存，因此您知道要求和的递归深度。这是你应该做的一些伪代码，

sum( n_matrix, depth )
  running_total = 0
  if depth = 0 then
    foreach element in the array
      running_total += elm
  else 
     foreach element in the array
       running_total += sum( elm , depth-1 )
  return running_total

Answer 8

我不敢苟同，总有另一种方式..

如果你真的不能重构，那么你需要把问题分解成更小的部分。就像我说的，确定你需要对哪些维度求和，然后一次处理一个。 .

另外，停止更改编辑，他们正在纠正您的拼写错误，他们正在努力帮助您；）

Answer 9

我认为最好的做法是两件事之一/两者：

1. 重新考虑设计，如果太复杂，请找到不太复杂的方法。
2. 停止尝试将其可视化.. :P 只需存储需要求和的相关维度，然后一次执行一个。获得基本代码后，再考虑提高算法的效率。

Answer 10

实际上，通过折叠您已经对它们求和的列，因此对于您的示例而言，维度根本不重要。我错过了什么还是你错过了什么？