获取尺寸较小的矩阵的子矩阵

Question

我使用来自 stl 的 bitset 或来自 boost 的 dynamic_bitset 用位表示地图（矩阵行 x 列）（我可以使用任何我想要的东西）。我需要获得该矩阵的较小尺寸的子矩阵（例如 a(2,2) a(2,3) a(3,2) a(3,3) 大小为 2 )。是否有任何有效的结构可以用位表示矩阵并从 startindex 和 length 获取子矩阵而无需迭代？

Answer 1

可以在矩阵和子矩阵之间有效地共享数据。诀窍是跟踪类中的三个变量。

• row_stride
• 开始
• 数据

data 必须是类似shared_ptr 的结构，以便在完成后可以销毁基础数据。 start 将是指向data 引用的数据的指针，row_stride 告诉您要移动多远才能到达下一行。

您可能想要跟踪的其他内容是

• 列步长（这可以让您将其他有趣的视图带入矩阵，并有效地支持转置）。
• 行和列的长度 - 这些对于调试或如果您想使您的循环和乘法更易于使用时非常方便。

这是一种非基于位的方法的外观（我省略了很多......但希望你明白要点）。

template<typename T>
struct MatrixData
{
   T * data;
   explicit MatrixData( size_t N ) { new T[N]; }
   ~MatrixData() { delete [] data; }
private:
    MatrixData( const MatrixData & );
    MatrixData& operator=( const MatrixData & );
};

template<typename T>
class Matrix
{
    Matrix(size_t nni, size_t nnj) :
      data( new MatrixData( nni*nnj ) ),
      ni(nni),
      nj(nnj),
      row_stride(ni),
      col_stride(1)
    {
    }

    T operator()( size_t i, size_t j)
    {
       assert( i < ni );
       assert( j < nj );
       return start + i * col_stride + j * row_stride;
    }

    Matrix submatrix( size_t i_start, size_t j_start, size_t new_ni, size_t new_nj )
    {
       assert( i_start + new_ni < ni );
       assert( j_start + new_nj < nj );

       Matrix retval(*this);
       retval.start += i_start * col_stride + j_start * row_stride;
       retval.ni = new_ni;
       retval.nj = new_nj;
       return retval;
    }

    Matrix transpose()
    {
       Matrix retval(*this);
       std::swap(retval.ni,retval.nj);
       std::swap(retval.row_stride,retval.col_stride);
    }

  private:
    shared_ptr<MatrixData> data;
    T* start;
    size_t ni;
    size_t nj;
    size_t row_stride;
    size_t col_stride;

};

使这项工作适用于基于位的版本意味着更改MatrixData 以保存基于机器人的结构之一，将start 更改为结构的索引，并更改您的operator() 以正确访问数据。