是否可以实现通用维数据结构？

Question

我正在编写一些自己的数据结构，例如二进制树和四叉树以及kD树。 是否可以以允许任意数量的尺寸来编写它们？

就像是：

KDTree<2, string> twoDTree = new KDTree<2, string>();
twoDTree[3,4] = "X,Y = (3,4)";

KDTree<4, string> fourDTree = new KDTree<4, string>();
fourDTree[0,1,2,3] = "x1,x2,x3,x4 = (0,1,2,3)";

我现在唯一的解决方案是显式创建每个维，因为它们是自己的类：

TwoDTree<string> twoDTree = new TwoDTree<string>();
twoDTree[3,4] = "X,Y = (3,4)";

FourDTree<string> fourDTree = new FourDTree<string>();
fourDTree[0,1,2,3] = "x1,x2,x3,x4 = (0,1,2,3)";

但这会复制粘贴大量的代码，应该可以以某种方式重用它们。

Answer 1

并非如此，但我看到了更多选择：

将尺寸传递到构造函数中，并使用像这样的索引器：

public string this[params int[] indexes] {
  get {
    // return the data fr the index
  }
}

这具有在编译时不“类型安全”的缺点（例如，将不检查传入的尺寸）。

或创建一堆接口并使用Reflection.Emit创建实例，这些实例在运行时实现正确的接口：

public interface IMultiDimensional<T> {
  int Dimensions {
    get;
  }

  int Rank(int dimension);
}

public interface I1Dimensional<T>: IMultiDimensional<T> {
  T this[int index] {
    get;
    set;
  }
}

public interface I2Dimensional<T>: IMultiDimensional<T> {
  T this[int index1, int index2] {
    get;
    set;
  }
}

public interface I3Dimensional<T>: IMultiDimensional<T> {
  T this[int index1, int index2, int index3] {
    get;
    set;
  }
}

public interface I4Dimensional<T>: IMultiDimensional<T> {
  T this[int index1, int index2, int index3, int index4] {
    get;
    set;
  }
}

public static TDimensional CreateMulti<TDimensional, TType>() where T: IMultiDimensional<TType> {
  // emit a class with Reflection.Emit here that implements the interface
}

I4Dimensional<string> four = CreateMulti<I4Dimensional<string>, string>();
four[1,2,3,4] = "abc";

Answer 2

您可以将多维数组用作通用参数，如下所示：

KDTree<string[,,,]>

但是，如果不将其公开给调用者，就无法编写索引到多维数组的通用代码：

public class KDTree<MDT> {
    // ... 

    public MDT Data { get; }
}

var twoTree = new KDTree<string[,]>();
twoTree.Data[3,4] = "X,Y = (3,4)";

您还可以考虑使用锯齿状数组而不是多维数组。 然后，您可以创建定义数据类型的通用类，并在构造函数中指定要使用的维数：

public class KDTree<T> {
   private readonly T[][] m_Data;

   public KDTree( int rows, int columns )  {
      m_Data = new T[rows][];
      for( int r = 0; r < rows; r++ )
        m_Data[r] = new T[columns];
   }
}