C ++：将矢量重塑为3D数组

Question

编辑：我已将矢量作为文本文件上传到云端硬盘，以防有人想看看： https ： //drive.google.com/file/d/0B0wsPU8YebRQbDUwNFYza3ljSnc/view？usp =sharing

我正在尝试将矢量h重塑为3D数组。 h包含295788个元素。 在这种情况下， height = 314 ， width = 314 ， depth = 3 。 基本上我正在尝试做的是MATLAB的重塑功能。

h = reshape(h, height, width, depth)

这是我到目前为止的尝试，但是当我打印它时，我看到的只是零，这是不对的。 我仔细检查了h包含我期待的数字。

vector<vector<vector<double> > > array3D;

int height = 314, width = 314, depth = 3;
// Set up sizes
array3D.resize(height);
for (int i = 0; i < height; ++i) {
    array3D[i].resize(width);

    for (int j = 0; j < width; ++j)
        array3D[i][j].resize(depth);
}

for (int i = 0; i < height; i++)
{
    array3D[i][0][0] = h[i];
    for (int j = 0; j < width; j++)
    {
        array3D[i][j][0] = h[i+j];
        for (int k = 0; k < depth; k++)
        {
            array3D[i][j][k] = h[i+j+k];
        }
    }
}

印刷：

for (vector<vector<vector<double>>>::const_iterator i = array3D.begin(); i != array3D.end(); ++i)
{
    for (vector<vector<double>>::const_iterator j = i->begin(); j != i->end(); ++j)
    {
        for (vector<double>::const_iterator k = j->begin(); k != j->end(); ++k)
        {
            cout << *k << ' ';
        }
    }
}

所以我的问题是，如何正确地将我的矢量转换为3D数组？

Answer 1

我设法通过使用Henri Menke建议的Eigen :: Tensor来做到这一点。 我最终为初始314x314x3矩阵创建了一个数组，然后为300x300x3矩阵创建了另一个数组。 这既不快也不漂亮，但就目前而言，这是我能想到的。 看起来像这样。

为了澄清：在代码中进一步计算了margin ，但在这个例子中，314x314x3矩阵的margin=7 。 h是具有295788个元素的向量。 nrh=314 ， nch=314和nradii=3 。

Tensor<int, 3> t(nrh, nch, nradii);
int counter = 0;
for (int k = 0; k < nradii; k++)
{
    for (int col = 0; col < nch; col++)
    {
        for (int row = 0; row < nrh; row++) 
        {
            t(row, col, k) = h[counter];
            counter += 1;
        }
    }
}

int height = nrh - margin * 2;
int width = nch - margin * 2;
int depth = nradii;
Tensor<int, 3> out(height, width, depth);
int count1 = 0, count2 = 0, count3 = 0;

for (int k = 0; k < depth; k++)
{
    for (int j = margin; j < nch - margin; j++)
    {
        for (int i = margin; i < nrh - margin; i++)
        {
            out(count1, count2, count3) = t(i, j, k);
            count1 += 1;
        }
        count1 = 0;
        count2 += 1;
    }
    count2 = 0;
    count3 += 1;
}

编辑：解决方案＃2与Tensor.slice（）

int height = nrh - margin * 2;
int width = nch - margin * 2;
int depth = nradii;
Tensor<int, 3> tensor(height, width, depth);
DSizes<ptrdiff_t, 3> indices(margin, margin, 0);
DSizes<ptrdiff_t, 3> sizes(height, width, nradii);
tensor = t.slice(indices, sizes);

Answer 2

怎么样：

array3D[i][j][k] = h[i*(depth*width)+j*depth+k];

这可能是也可能不是以正确的顺序扫描矢量。

请注意索引k何时重置索引j增量，因此您只需移动一个直到索引j重置，在这种情况下i递增并相同。 很容易证明这个计算只读取每个元素一次。

我通常期望width ， height然后depth ，你正在以相反的顺序扫描！

脚注：根据应用程序，使用此方法访问向量可能是值得的。 通常，事实证明它比访问矢量矢量的矢量更快。 在处理大规模阵列时，这可能是相关的。

Answer 3

实际上，您的代码结构已经可以，但是，有两个错误：

• 线条

   array3D[i][0][0] = h[i]; 

  和

   array3D[i][j][0] = h[i+j]; 

  毫无意义。 您稍后将使用该行覆盖这些条目

   array3D[i][j][k] = h[i+j+k]; 

• h[]的索引计算错误：在添加单元格索引之前，必须将行索引乘以行的长度。 作业应如下所示：

   array3D[i][j][k] = h[(i*width+j)*depth+k]; 

  否则，你会得到相同的结果(i, j, k) == (3, 2, 1)为(i, j, k) == (1, 3, 2)这显然是错误的。 在上面的指数计算中，我假设k是变化最快的维度。 如果这不是数据存储在h的顺序，则需要更改i ， j和k并相应地调整因子。

把它们放在一起，你的赋值循环应该是：

for (int i = 0; i < height; i++) {
    for (int j = 0; j < width; j++) {
        for (int k = 0; k < depth; k++) {
            array3D[i][j][k] = h[(i*width+j)*depth+k];
        }
    }
}

---

略有偏离主题：
如果您使用的是C而不是C ++，那么您可以“简单地”执行此操作：

size_t dataSize;
//Create a real 3D array with the dimensions (height, width, depth).
double (*array3D)[width][depth] = malloc(dataSize = height*sizeof(*array3D));
//Copy over the data from the file.
memcpy(array3D, h, dataSize);


//Print the array contents:
for (int i = 0; i < height; i++) {
    for (int j = 0; j < width; j++) {
        for (int k = 0; k < depth; k++) {
            printf("%d ", array3D[i][j][k]);
        }
    }
}

这使用了一个真正的3D数组，而不是指向双精度数组指针数组的指针数组（这大致是vector<vector<vector<double>>> ）。 但是，这不能在C ++中完成，因为C ++不允许像C那样具有动态大小的数组类型。