如何优雅地从 C++ 向量中提取二维矩形区域

问题

这个问题很基本。(我很困惑为什么搜索没有找到任何东西)

我有一个矩形“图片”,它在 std::vector 中逐行存储它的像素颜色

我想从那张图片中复制一个矩形区域。

我将如何在 C++ 中优雅地编写代码?

我的第一次尝试:

template     std::vector copyRectFromVector(conststd::vector& vec, std::size_t startx,  std::size_t starty, std::size_t endx, std::size_t endy, std::size_t fieldWidth, std::size_t fieldHeight)

    {

    usingnamespace std;

    vector ret((endx-startx)*(endy-starty)+10);// 10: chickenfactor

    // checks if the given parameters make sense:if(vec.size() < fieldWidth*endy)

    {

        cerr <<"Error: CopyRectFromVector: vector to small to contain rectangular region!"<< std::endl;

        return ret;

    }

    // do the copying line by line:vector::const_iterator vecIt = vec.begin();

    vector::forward_iterator retIt = ret.end();

    vecIt += startx + (starty*fieldWidth);

    for(inti=starty; i < endy; ++i)

    {

            std::copy(vecIt, vecIt + endx - startx, retIt);

        }

        return ret;

}


甚至不编译…..

补充:澄清:我知道如何“手工”做到这一点。这不是问题。但我会喜欢一些 c++ stl 迭代器魔法,它做同样的事情,但速度更快,而且……更 c++ 时尚。

补充:我给算法图片数据向量、图片的宽度和高度以及一个矩形,表示我想从图片中复制出来的区域。返回值应该是包含矩形内容的新向量。

把它想象成打开你最喜欢的图像编辑器,然后从中复制一个矩形区域。图片存储为像素颜色的长一维数组(向量)。

解决方案

好的 C++ 代码首先必须易于阅读和理解(就像任何代码一样)、面向对象(就像面向对象语言中的任何代码),然后应该使用语言工具来简化实现。

我不会担心使用 STL 算法让它看起来更像 C++,最好以面向对象的方式开始简化可用性(接口)。不要在外部使用普通矢量来表示您的图像。提供一定程度的抽象:创建一个代表图像的类并在其中提供您需要的功能。这将通过封装来自常规使用的细节来提高可用性(2D 区域对象可以知道它的尺寸,用户不需要将它们作为参数传递)。这将使代码更加健壮,因为用户可以减少错误。

即使您使用 STL 容器,也请始终首先考虑可读性。如果按照常规 for 循环实现更简单,并且使用 STL 算法更难阅读,请忘记它们:让您的代码简单且可维护。

这应该是你的重点:制作更好、更简单、更易读的代码。使用语言特性来改进你的代码,而不是你的代码来锻炼或炫耀语言的特性。如果您需要在两个月后维护该代码,它将获得回报。

注意:使用更多的 STL 不会使您的代码在 C++ 中更加惯用,我相信这是其中一种情况。滥用 STL 会使代码实际上变得更糟。

您的问题要求使用 C++ 方法来复制某个容器中的矩形元素字段。你有一个相当接近的例子,并且会在答案中得到更多。不过,让我们概括一下:

您需要一个迭代器,它可以在一定范围的元素上遍历矩形范围的元素。那么,如何编写一种适配器,它位于任何容器上并提供这个特殊的迭代器。

将在这里使用代码进行广泛的笔触:

vector my_picture;

point selTopLeft(10,10), selBotRight(40,50);intpicWidth(640), picHeight(480);

rectangular_selection > selection1(my_picture.begin(),

  my_picture.end(), picWidth, picHeight, selTopLeft, selBotRight);// Now you can use stl algorithms on your rectangular rangevector rect_copy = std::copy(selection1.begin(), selection1.end());// or maybe you don't want to copy, you want // to modify the selection in placestd::for_each (selection1.begin(), selection1.end(), invert_color);

我确信这是完全可行的,但我不喜欢即兴编码 stl 样式的模板内容。如果我有时间并且您有兴趣,我可能会在稍后重新编辑草稿,因为这是一个有趣的概念。

基本上是相同的想法,除了它可以编译并且更迭代:

#include #include #include #include template void copyRectFromBiggerRect(

    I input,

    O output,

    std::size_t startx, 

    std::size_t cols,

    std::size_t starty,

    std::size_t rows,

    std::size_t stride

) {

    std::advance(input, starty*stride + startx);

    while(rows--) {

        std::copy(input, input+cols, output);

        std::advance(input, stride);

    }

}

templatestd::vector copyRectFromVector (

    conststd::vector &vec,

    std::size_t startx, 

    std::size_t starty,

    std::size_t endx,

    std::size_t endy,

    std::size_t stride

) {

    // parameter-checking omitted: you could also check endx > startx etc.conststd::size_t cols = endx - startx;

    conststd::size_t rows = endy - starty;

    std::vector ret;

    ret.reserve(rows*cols);

    std::back_insert_iterator > output(ret);

    typename std::vector::const_iterator input = vec.begin();

    copyRectFromBiggerRect(input,output,startx,cols,starty,rows,stride);

    return ret;

}int main() {

    std::vector v(20);

    for(inti =0; i <20; ++i) v[i] = i;

    std::vector v2 = copyRectFromVector(v,0,0,1,2,4);

    std::copy(v2.begin(), v2.end(), std::ostream_iterator(std::cout,"\n"));

}

我不希望这比按索引复制的两个循环更快。甚至可能更慢,尽管它基本上是 vector::push_back 的开销和 std::copy 在循环中的增益之间的竞争。

但是,如果您的其他模板代码通常设计为与迭代器一起使用,而不是矢量作为特定容器,它可能会更灵活。copyRectFromBiggerRect 可以像使用向量一样轻松地使用数组、双端队列甚至列表作为输入,尽管它目前对于非随机访问的迭代器并不是最优的,因为它当前在每个复制的行中前进两次。

对于使它更像其他 C++ 代码的其他方法,考虑多维数组的 boost::multi_array (在这种情况下,实现将与此完全不同),并避免返回集合,例如按值向量(首先它可以如果您没有获得返回值优化,则效率低下,其次,将对分配哪些资源的控制留在可能的最高级别)。

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