c++ - Boost 中的索引矩阵

Question

我是一名 python 程序员，我正在尝试了解 boost。

这是我得到的:

>>> import numpy as np
>>> a
array([[ 0,  1,  2],
       [ 3,  4,  5],
       [ 6,  7,  8],
       [ 9, 10, 11]])
>>> b
array([[20, 21, 22],
       [23, 24, 25]])
>>> a[[0,2]] = b
>>> a
array([[20, 21, 22], # first row of b
       [ 3,  4,  5],
       [23, 24, 25],  # second row of b
       [ 9, 10, 11]])

我可以使用 boost 来做到这一点:

#include <iostream>
#include <boost/numeric/ublas/matrix.hpp>
#include <boost/numeric/ublas/io.hpp>

using namespace std;

int main()
{

  using namespace boost::numeric::ublas;
  matrix<double> a (4, 3);
  for (unsigned i = 0; i < a.size1 (); ++ i)
      for (unsigned j = 0; j < a.size2 (); ++ j)
        a (i, j) = a.size2() * i + j;


  matrix<double> b (2,3);
  for (unsigned i = 0; i < b.size1 (); ++ i)
      for (unsigned j = 0; j < b.size2 (); ++ j)
        b (i, j) = b.size2() * i + j + 20;


  cout << "matrix a : " << a << endl;
  cout << "matrix b : " << b << endl;

  // replace row 0 in a with row 0 in b
  // replace row 2 in a with row 1 in b

  unsigned rows[] = {0,2};
  int length = sizeof(rows) / sizeof(rows[0]);

  for(int i = 0; i < length; i++)
    for(int j = 0; j < a.size2(); j++)
      a(rows[i], j) = b(i, j);

  cout << "matrix a : " <<  a << endl;

  return 0;
}

但是，我不确定这是否是最好的方法。看着 documentation我没有看到内置的索引方法，所以看起来循环是唯一的选择，我错过了什么吗？

但是，在 C++ 中循环可能并没有那么糟糕。 python中的python循环很慢，我上面的例子循环发生在C层。但是在 C++ 中循环并不慢，因此即使我们必须手动循环，代码仍然有效，对吗？

请让我知道我的理解是否正确和/或我是否缺少实现上述内容的更好方法。

Answer 1

Boost.MultiArray更适合这种索引。您的 Python 示例可以重现如下:

// helper type for a 2d matrix of ints
using array_type = boost::multi_array<int, 2>;

array_type a(boost::extents[4][3]);   // 4x3 matrix
array_type b(boost::extents[2][3]);   // 2x3 matrix

现在填充这些矩阵

std::iota(a.data(), a.data() + a.num_elements(), 0);
std::iota(b.data(), b.data() + b.num_elements(), 20);

然后定义一个 lambda 函数来打印一个二维矩阵，这样我们就可以看到内容

auto array_printer = [](array_type const& arr) {
  for(auto const &row : arr) {
    for(auto const& elem : row) {
      std::cout << std::setw(2) << elem << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
  }
  std::cout << '\n';
};

让我们打印到目前为止的内容

std::cout << "Before:\na =\n";
array_printer(a);
std::cout << "b =\n";
array_printer(b);

输出:

Before:
a =
 0  1  2 
 3  4  5 
 6  7  8 
 9 10 11 

b =
20 21 22 
23 24 25 

是时候创建数组的二维 View 了

using range_type = boost::multi_array_types::index_range;
using view_type = array_type::array_view<2>::type;

// Create a 2d view of a 
//  - the rows of the view consist of rows [0, 3) with a stride of 2
//  - the columns of the view consist of all columns of a
view_type a_view = a[boost::indices[range_type(0,3,2)][range_type()]];

现在将b赋给我们创建的 View ，并打印结果

a_view = b;
std::cout << "After:\na =\n";
array_printer(a);

输出:

After:
a =
20 21 22 
 3  4  5 
23 24 25 
 9 10 11 

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