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Hallo zusammen,
heute stelle ich mal ein kleines (nicht Spiele-) Projekt vor. Aber vielleicht kann ja trotzdem jemand was damit anfangen.

Ich habe mich heute mal intensiver mit den Variadic Templates in C++11 beschäftigt und eine eigene "multi_array" Klasse geschrieben.
Als Erweiterung zu std::array. Boost bietet zwar bereits eine gleichnamige Klasse, aber da finde ich die Syntax nicht so schön:

Auszug aus der Boost Docu:


Mit meiner Klasse sieht das ganze so aus:


Ich weiß jetzt nicht genau wie die Klasse in Boost umgesetzt ist, aber wenn sie es richtig gut gemacht haben (und davon gehe ich einfach mal aus),
dann hat das boost::multi_array gegenüber den ANSI-C multi-arrays keinen Overhead (in Speicherbedarf und Zugriffszeiten).

Mit dem Projekt habe ich heute erst angefangen, aber was den Speicherbedarf angeht (inkl. Cache-Lokalität) zieht es bereits mit den ANSI-C arrays gleich.
Das funktioniert mittels Template-Meta-Programming. Für viele ein Graus aber die entsprechenden Templates sind vom Nutzer weg-gekapels (teilweise in dem "details" namespace genau wie in Boost).

Darüber hinaus ist die Klasse standardkonform, d.h. sie kann mit "std::sort", for-each Schleifen etc. benutzt werden.
Zur Zeit funktionieren nur die Reverse-Iteratoren noch nicht.

Wie gesagt, das Projekt ist noch jung, aber falls jemand Interesse hat, hier ist das Git Repository (Öffentlich zugänglich unter der 3-Klausel BSD Lizenz).
Und hier der Link zur multi_array.hpp Datei.

Compiler Infos:
Kompiliert werden kann das ganze ab den folgenden Compiler Versionen:
- MSVC12
- GCC 4.7 (-std=c++11)
- clang 3.4 (-std=c++11).

Gruß,
Lukas

UPDATE:
Das Repository ist jetzt auf github

Zitat von »eXpl0it3r«

Da es sich im eigentlichen um eine einzige Datei handelt (header-only) wäre eine Datei basierende Lizenz wohl etwas mehr angebracht, z.B. MPL 2.

Ich habe mir zwar momentan nur über diese eine Klasse Gedanken gemacht, aber vielleicht kommen später noch weitere dazu.

Zitat von »eXpl0it3r«

In wiefern gibt es da einen oder eben keinen Overhead?

Wenn ich das intern mit einer Verschachtelung von Containern gemacht hätte, dann gäbe es einen gewaltigen Overhead bzgl. der Cache-Lokalität.
D.h. wenn das multi_array aus einer Liste bestehen würde, die wiederum auf Listen zeigt etc. um mehrere Dimensionen umzusetzen.

In meiner multi_array Klasse wird aber alles in ein 1-Dimensionales Array gepackt wodurch immer garantiert alles hintereinander im Speicher liegt.
Da es keine virtuelle Funktionen gibt wird auch keine v-tabel angelegt wodurch keinerlei extra Speicher angelegt wird,
auch nicht für die Länge des Arrays, im Gegensatz zu std::vector wo noch ein paar Zusatz Infos gespeichert werden.

Wenn der C++ Compiler beim std::array auch alles auf den Stack legt, könnte es sogar sein, dass in folgendem Beispiel ebenfalls kein Overhead ensteht:

Aber dafür ist dort die Syntax schlechter verständlich als hier:

Das hängt von den Iteratoren ab, die "begin" und "end" zurückliefern.
Bei multi_array verweisen diese jeweils auf das gesamte Array, d.h. die Dimensions-Ebenen werden nicht einzeln sortiert.

Nur der [] Operator und die Funktion "at" beziehen sich auf die Dimensionen.
Abgesehen von ein paar weiteren Funktionen, die aber nicht zum Standard gehören, z.B. "slices".

Hat man nun ein mehr Dimensionales Array, liefert '[]' und 'at' erst mal nur eine Instance der Klasse "multi_array::slice" bzw. "...::const_slice".
Diese sind vergleichbar mit Iteratoren, die auf den Anfang der jeweiligen Slices (hier "Dimensions-Ebene") zeigen.
In aktuellen Compilern kann der Overhead, der dabei entsteht, aber vermutlich nahezu komplett weg optimiert werden (also das Erzeugen der Temporären "slice" Instanzen).