使用可变参数模板创建具有可变列宽的二维数组？

Question

是否可以仅使用可变参数模板和 std::array 创建“稀疏”可变长度二维数组？稀疏是指每一行可以有可变数量的列。

理想情况下，我想实例化VariableLengthTable<int,2,4,3>() 之类的东西，并让它创建一个数组数组，这些数组将映射到{{0,1}, {0,1,2,3}, {0,1,2}} 之类的东西。我看过一些处理可变参数模板以创建多维数组的帖子，但它们都是对称的。

请注意，由于我正在使用内存非常受限的应用程序，因此我仅限于零成本抽象（例如 std::array）。

Answer 1

是的，原则上这应该是可能的。这里有一些帮助您入门：

template <class T, std::size_t... Dim>
using VariableLengthTable = std::tuple<std::array<T, Dim>...>;

这是std::arrays 的元组，每个元组的长度由模板参数之一指定。

请注意，因为 std::array 的长度是其类型的一部分，所以第一个维度不能是数组，因为它的成员需要不同的类型。但是，std::tuple 工作得很好。只要你愿意使用std::get<i>而不是[i]，并且将自己限制在编译时is，你就可以了。

如果编译时i 不够用，您有两种选择：

一个，如上使用VariableLengthTable并添加运行时到编译时的转换。从概念上讲，类似switch:

T& get(std::size_t x, std::size_t y)
{
  switch (x) {
    case 0: return std::get<0>(varLenTable)[y];
    case 1: return std::get<1>(varLenTable)[y];
    case 2: return std::get<2>(varLenTable)[y];
    // and so on
  }
}

实际上，您可能需要使用递归或继承来组合它，以避免编译时越界访问。 Boost.Preprocessor 可能会对此有所帮助。

二，将所有数据存储在一个顺序缓冲区中，并在运行时对其进行索引。像这样的：

template <class T, std::size_t... Dim>
class VariableLengthTable
{
  static const std::array<std::size_t, sizeof...(Dim)> dims = {{ Dim... }};

  static const std::array<std::size_t, sizeof...(Dim)> cumulDims = [](){
    std::array<std::size_t, sizeof...(Dim)> result;
    result[0] = 0;
    for (std::size_t idx = 1; idx < sizeof...(Dim); ++idx) {
      result[idx] = result[idx - 1] + dims[idx];
    }
    return result;
  }();

  std::array<T, cumulDims[sizeof...(Dim) - 1] + dims[sizeof...(Dim) - 1]> data;

public:
  T& get(std::size_t x, std::size_t y)
  {
    return data[cumulDims[x] + y];
  }
};

上面的代码是为了说明原理，不保证按原样编译。