c++ - 在 C++ 运行时将 1D 数组(指针)视为 3D 矩阵

Question

我收到一些图像数据作为 unsigned char *image = load_image(…);

此数据是一个 3D 矩阵:x (char)、y (char) 和 channel (RGB) (char)。

如何通过重载 [] 访问每个元素作为 image[x][y][channel]？例如。第 999 行，第 10000 列，绿色 channel :image[999][10000][1]

说明:

1. 我想使用 C 多维数组语法:array[x][y][z]，而不是 array[x * height * channels + y * channel + z]

2. 我可以像访问二维数组一样访问一维数组:

   unsigned char (*imageMatrix)[height] = (unsigned char (*)[height])image
   imageMatrix[x][y] = 100
   

3. I already asked如何在纯C中实现。这里我想知道如何在C++中更好地实现。

Answer 1

您可以创建 Image 类，其函数将获得您想要的内容

class Image {
    int imgSize;
    char * img;

public:
    Image(): imgSize(0), img(nullptr) {}
    Image(char* image, int size): imgSize(size), img(image) {}

    char getPixel(int x, int y, int z) {
        if(x < imgSize && y < imgSize && z < imgSize) {
            return img[x * imgSize * imgSize + y * imgSize + z];
        } else {
            // Error
        }
    }

    char operator(int x, int y, int z) {
        // The same as getPixel
    }
}

getPixel 在我看来是最好的方法，因为无论何时调用它，您(和使用您的代码的人)都会根据它的名字准确地知道您做了什么(即使在 6 个月后您也会立即知道你得到了一个像素)。重载 operator() 也是一个好方法，但如果它会导致混淆或不需要的行为，我不会使用它。两者都隐藏了类的内部结构并且不需要任何代理类。

重载 operator[] 是一种选择，但要支持像 [][][] 这样的链接，您需要代理类，这将严重影响代码的性能，如果设计不正确。

您可以阅读 C++ FAQ了解更多。