如何对运行时指定的数组维度求和？
https://stackoverflow.com/questions/23190
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09-06-2019 - |
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我正在研究一个函数来建立分布的熵。它使用系词（如果有熟悉的话）。我需要根据“关心”的维度来总结数组中的值。
例子：考虑下面的例子......
Dimension 0 (across) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _|_ 2 _| Dimension 1 |_ 1 _|_ 0 _|_ 2 _|_ 0 _| (down) |_ 0 _|_ 3 _|_ 0 _|_ 6 _| |_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _|_ 0 _| I "care about" dimension 0 only, and "don't care" about the rest (dim 1). Summing this array with the above specifications will "collapse" the "stacks" of dimension 1 down to a single 4 x 1 array: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |_ 1 _|_ 3 _|_ 2 _|_ 8 _| This can then be summed, or have any operation performed.
我需要使用一个“n”维数组来完成此操作，该数组可能为 20。另外，我需要能够做到这一点，关心某些维度，并折叠其余维度。我在这方面遇到了特别困难，因为我无法想象 20 个维度：p。如果有人可以帮助我设置一些 c/c++ 代码来折叠/求和，我将非常感激。
更新：
刚到家。以下是一些信息来回答您的问题：
- 抱歉回滚编辑，我希望当我单击回滚时它会向我显示更改，以便我可以看到我搞砸的内容，有点像维基百科。据我发现，情况并非如此。
- @jeff - 什么没有意义？我使用这项出色的服务（我认为是）有正当理由。我想在我的爱好上做得更好，仅此而已，就像我在高中时一样。我的许多帖子都涉及实现遗传算法（这篇文章，稀疏数组，排列数组，指针操作）。
- 我使用稀疏数组表示，因为使用传统（密集）数组可能会超过宇宙中的分子数量。目前，稀疏数组本身的实现并不重要，因为我正在努力使其在使用稀疏表示之前与标准数组一起使用。对于那些没有见过我之前的问题的人，我使用二叉搜索树作为包含稀疏数组点的结构，并使用“驱动程序”函数根据需要遍历树，返回该函数设计的任何功能。这是灵活的，因此我可以适应许多不同的访问数组的方法。
- 该结构是一个超立方体，维数以及每个维度的长度在运行时指定（它们都是相同的，因为它是一个超立方体）。
感谢大家的贡献。
解决方案
这可能有应用。假设您实现了 2D Conway 的生命游戏（定义了 2D 平面，1 表示“活着”，0 表示“死亡”），并且存储了每次迭代的游戏历史记录（然后定义了 3D 立方体）。如果您想知道历史上有多少活细菌，您可以使用上述算法。您可以对生命游戏网格的 3D（以及 4D、5D 等）版本使用相同的算法。
我想说这是一个递归问题，我还不是 C 程序员，但我知道这在 C 中是可能的。在Python中，
def iter_arr(array):
sum = 0
for i in array:
if type(i) == type(list()):
sum = sum + iter_arr(i)
else:
sum = sum + i
return sum
- 迭代数组中的每个元素
- 如果element是另一个数组，则再次调用该函数
- 如果元素不是数组，则将其添加到总和中
- 返回总和
然后，您可以将其应用于“关心”维度中的每个元素。
不过，由于鸭子类型，这在 python 中更容易......
其他提示
@杰夫
我实际上认为这是一个有趣的问题。我不确定它有多大用处，但这是一个有效的问题。
@艾德
您能否就这个问题提供更多信息？你说数组的维度是动态的，那么元素的数量也是动态的吗？
编辑：无论如何，我会尝试回答这个问题。我无法直接给你代码（在这台电脑上没有任何编译器的情况下，需要一段时间才能得到它），但我可以为你指出正确的方向......
我们以索引为 0 到 3 的 8 个维度 (0-7) 为例。你只关心 1,2 和 6。这意味着您有两个数组。第一的， array_care[4][4][4] 对于 1,2 和 6。这 array_care[4][4][4] 将保留最终结果。
接下来，我们想以一种非常具体的方式进行迭代。我们有数组 input[4][4][4][4][4][4][4][4] 进行解析，我们关心维度 1、2 和 6。
我们需要定义一些临时索引：
int dim[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
我们还需要存储要增加索引的顺序：
int increase_index_order[8] = {7,5,4,3,0,6,2,1};
int i = 0;
此命令对于执行您的请求非常重要。
定义终止标志：
bool terminate=false;
现在我们可以创建循环：
while (terminate)
{
array_care[dim[1]][dim[2]][dim[6]] += input[dim[0]][dim[1]][dim[2]][dim[3]][dim[4]][dim[5]][dim[6]][dim[7]];
while ((dim[increase_index_order[i]] = 3) && (i < 8))
{
dim[increase_index_order[i]]=0;
i++;
}
if (i < 8) {
dim[increase_index_order[i]]++; i=0;
} else {
terminate=true;
}
}
这应该适用于 8 维，关心 3 维。让它变得动态需要更多的时间，而我没有时间。希望这可以帮助。我很抱歉，但我还没有学会代码标记。:(
如果你使用STL容器的话，这种事情会容易得多，或者也许 Boost.MultiArray. 。但如果你必须使用数组：
#include <iostream>
#include <boost/foreach.hpp>
#include <vector>
int sum(int x) {
return x;
}
template <class T, unsigned N>
int sum(const T (&x)[N]) {
int r = 0;
for(int i = 0; i < N; ++i) {
r += sum(x[i]);
}
return r;
}
template <class T, unsigned N>
std::vector<int> reduce(const T (&x)[N]) {
std::vector<int> result;
for(int i = 0; i < N; ++i) {
result.push_back(sum(x[i]));
}
return result;
}
int main() {
int x[][2][2] = {
{ { 1, 2 }, { 3, 4 } },
{ { 5, 6 }, { 7, 8 } }
};
BOOST_FOREACH(int v, reduce(x)) {
std::cout<<v<<"\n";
}
}
实际上，通过折叠列，您已经对它们进行了求和，因此对于您的示例来说，维度根本不重要。我错过了什么还是你错过了什么？
我认为在这里做的最好的事情是两件事之一/两者：
- 重新考虑设计，如果太复杂，找到一种不太复杂的方法。
- 别再试图想象它了..:P 只需存储需要求和的相关维度，然后一次计算一个。一旦有了基本代码，就可以考虑提高算法的效率。
我不敢苟同，总有另一种方法..
如果你真的 不能 重构，那么你需要将问题分解成更小的部分。就像我说的，确定需要求和的维度，然后一次一个地进行计算。
另外，停止更改编辑，他们正在纠正您的拼写错误，他们正在努力帮助您；）
你在 c/c++ 中这样做......所以你有一个数组的数组的数组......您不必可视化 20 个维度，因为对于 2 维来说，这不是数据在内存中的布局方式：
[1] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[2] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[3] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[4] --> [1,2,3,4,5,6,...]
[5] --> [1,2,3,4,5,6,...]
. .
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那么，为什么不能迭代第一个总结其内容呢？如果您想找到尺寸，那么 sizeof(array)/sizeof(int) 是一种冒险的做法。您必须知道能够处理此数据的维度，并设置内存，以便您知道求和的递归深度。这是一些你应该做的伪代码，
sum( n_matrix, depth )
running_total = 0
if depth = 0 then
foreach element in the array
running_total += elm
else
foreach element in the array
running_total += sum( elm , depth-1 )
return running_total
x = number_of_dimensions;
while (x > 1)
{
switch (x)
{
case 20:
reduce20DimensionArray();
x--;
break;
case 19:
.....
}
}
（抱歉，没能抗拒。）
如果我理解正确的话，您想要将沿 1 维的每个“bin”定义的横截面中的所有值相加。我建议为您的目的地创建一个一维数组，然后循环遍历数组中的每个元素，将值与感兴趣维度的索引添加到目的地。
如果您使用任意数量的维度，则必须有一种寻址元素的方法（我很好奇您是如何实现这一点的）。您对此的实现将影响您设置目标索引的方式。但一个明显的方法是在迭代循环中检查 if 语句。
当您说您不知道有多少个维度时，您到底是如何定义数据结构的？
在某些时候，有人需要创建这个数组，为此，他们需要知道数组的维度。您可以强制创建者将此数据与数组一起传递。
除非问题是定义这样的数据结构......
