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在使用奇怪的递归模板模式(CRTP)时计算多维数组的线性索引

奇怪的递归模板模式(Curiously Recurring Template Pattern, CRTP)是一种C++编程技巧,用于实现静态多态性。它通过在派生类中继承一个模板基类,并在派生类中作为模板参数指定派生类自身,从而实现了在编译期进行静态绑定的效果。

在计算多维数组的线性索引时,可以使用奇怪的递归模板模式来实现。具体步骤如下:

  1. 定义一个基类模板,命名为ArrayIndex,其中包含一个静态成员函数calculateIndex()用于计算多维数组的线性索引。
代码语言:txt
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template <typename Derived>
class ArrayIndex {
public:
    static size_t calculateIndex(const std::vector<size_t>& dimensions, const std::vector<size_t>& indices) {
        static_assert(std::is_base_of<ArrayIndex, Derived>::value, "Derived class must inherit from ArrayIndex");
        return Derived::calculateIndex(dimensions, indices);
    }
};
  1. 定义派生类模板,命名为MultiArrayIndex,继承自基类模板ArrayIndex,并使用CRTP在派生类中指定自身类型。
代码语言:txt
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template <typename Derived>
class MultiArrayIndex : public ArrayIndex<Derived> {
public:
    static size_t calculateIndex(const std::vector<size_t>& dimensions, const std::vector<size_t>& indices) {
        static_assert(std::is_base_of<MultiArrayIndex, Derived>::value, "Derived class must inherit from MultiArrayIndex");
        size_t numDimensions = dimensions.size();
        size_t index = 0;
        for (size_t i = 0; i < numDimensions; ++i) {
            index *= dimensions[i];
            index += indices[i];
        }
        return index;
    }
};
  1. 创建具体的多维数组索引类,通过继承MultiArrayIndex模板类并使用CRTP指定自身类型。
代码语言:txt
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class MyArrayIndex : public MultiArrayIndex<MyArrayIndex> {
public:
    // 不需要再定义calculateIndex函数,直接使用基类中的实现
};
  1. 在代码中使用MyArrayIndex类来计算多维数组的线性索引。
代码语言:txt
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std::vector<size_t> dimensions = {3, 4, 5};
std::vector<size_t> indices = {1, 2, 3};
size_t linearIndex = MyArrayIndex::calculateIndex(dimensions, indices);

这样,通过奇怪的递归模板模式,可以在编译期实现多维数组的线性索引计算,并且可以在各个派生类中根据实际需求进行自定义的索引计算方式。

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