Как получить доступ к нескольким элементам массива эффективно на C++?

Question

Это если мой первый пост, я надеюсь, что я буду отвечать стандартам ...

я перевожу в C++ (в которой я совершенно новый) программа написана в MATLAB по причинам эффективности. Часть кода, на которой я фактически работаю, возобновляет доступ к различным индексам вектора (матрицы) за один шаг. Например, если M1 представляет собой матрицу размером, скажем, 10х15, программа будет определять новый следующим образом:

idxs1 = [1 2 3]; 
idxs2 = [1 2 3 4 5]; 
M2 = M1 (idxs1 , idxs2); 

в результате M2 в виде матрицы размером 3х5. Теперь, я думаю, что MATLAB на самом деле это один за другим доступ к различным местам M1, заданный индексами, а затем построение M2 путем переустановки большого количества содержимого, полученного очень эффективно.

Мой вопрос в том, как я могу воспроизвести такой механизм в C++? Насколько я знаю, нет прямого способа доступа к ряду различных индексов массива, а цикл for, который я использую, кажется довольно громоздким. Может быть, есть разумный способ сделать это, не требуя «слишком много» процессорного времени? Кроме того, ради образовательных целей, я был бы признателен, если бы кто-нибудь мог объяснить, что на самом деле делает MATLAB, когда такая операция выполняется.

Спасибо заранее и извините за возможные неудобства!

P.S: На всякий случай он добавляет что-либо к вопросу, я работаю с MEX файлы для связи обоих языков. P.S2: Кстати, я нашел некоторые смежные вопросы, но в отношении других языков:

• питон: Access multiple elements of an array

• Perl: How can I use an array slice to access several elements of an array simultaneously?

• с: How to access multiple elements of array in one go?

Answer 1

«Armadillo - высококачественная библиотека линейной алгебры C++, направленная на хороший баланс b между скоростью и простотой использования

Полезно для разработки алгоритмов непосредственно на C++ или быстрого преобразования кода исследования в производственные среды; синтаксис (API) намеренно похож на Matlab»

Ссылка: http://arma.sourceforge.net/

Answer 2

Математические структуры данных программы могут быть одними из самых сложных, там я даже не могу понять, что третья строка вашего примера. на самом деле, поэтому я даже не могу догадаться, как MATLAB реализует что-либо.

Что я могу сказать вам, что одна строка MATLAB почти наверняка скрывает массу операций. Если вы хотите воссоздать ее, вам просто нужно сделайте функцию полезности с несколькими контурами, которые копируют все правильные индексы один за другим. В конечном счете, это не может быть слишком сильно отличающимся от того, что делает один MATLAB.

Если у вас есть тонна операций с матрицей, которую необходимо поддерживать, и вы находитесь в большом проекте, вам может понадобиться найти библиотеку матриц C++.Мне нечего рекомендовать, но Boost - популярная библиотека C++ для многих целей, включая матрицы. (Вы также можете создать свою собственную структуру данных, но не рекомендуется для новичков.)

Answer 3

То, что MATLAB точно действительно оставлено неуказанным и может сильно отличаться от случая к случаю в зависимости от индексов и даже для данный набор индексов он может отличаться от машины к машине. Так что давайте не будем спекулировать.

В частности, остается неуказанным, физически ли MATLAB копирует M1. Такая копия может быть подделана, что экономит время. Этот метод известен как «копирование при записи».

В C++ это было бы возможно, но сложнее. Кроме того, ни один из существующих классов контейнеров не поддерживает его.

Если вы собираетесь копировать элементы, CPU не будет узким местом. Вместо этого шина памяти ограничит вас. Это особенно характерно, когда индексы не смежны. Для матрицы 3x5 время будет зависеть от накладных расходов - смежность еще не имеет значения.