在 C++ 中交织/解交织 3 个向量STL

Question

我正在尝试将三个信号波形组合成一个交错波形。我需要知道在 C++ STL 中执行此操作的最佳方法。更好的解决方案将尽可能多地使用 C++ STL 样式，避免冗余代码等。是否有一些 STL“元组”类型类可以为我做到这一点？我始终需要连续存储以向后兼容其他代码（因此，矢量）。最好的解决方案应该是正确且易于理解的。空间和速度不如正确性和易于理解那么重要。

输出波形必须按如下顺序排序：第一个通道的第一个样本、第二个通道的第一个样本、第三个通道的第一个样本，然后继续每个通道的第二个样本，并对所有样本重复。我知道所有三个输入波形都具有相同数量的样本。

在 Matlab 中，我会这样做：

function outputWaveform=Interleave3(a, b, c)
outputWaveform=zeros([1 3*length(a)]);
outputWaveform(1:3:end)=a(:);
outputWaveform(2:3:end)=b(:);
outputWaveform(3:3:end)=c(:);

这是我的第一次 C++ STL 尝试：

typedef vector<double>  dVector;
typedef vector<double>::iterator  dVectorIT;
dVector Interleave3(dVector a, dVector b, dVector c)
{
    dVector result(0, 3*a.size());
    dVectorIT aIT=a.begin(), bIT=b.begin(), cIT=c.begin(), rIT=result.begin();
    for(; aIT != a.end(); ++aIT, ++bIT, ++cIT)
    {
        *rIT++=*aIT;
        *rIT++=*bIT;
        *rIT++=*cIT;
    }
    return  result;
}

它有效，但是有更好的方法吗？我希望有一些聪明的方法可以用 transform() 在一行中完成它。您可以将 b 附加到 a，然后将 c 附加到 a，然后将临时“a1a2a3...-b1b2b3...-c1c2c3...”向量转换为“a1b1c1a2b2c2a3b3c3...”吗？

额外问题：我还需要逆运算（将 3*N 个样本的输出波形拆分为每个 N 个样本的 3 个向量）。 Matlab 解决方案非常简单：

function [a, b, c]=Deinterleave3(outputWaveform)
a=outputWaveform(1:3:end);
b=outputWaveform(2:3:end);
c=outputWaveform(3:3:end);

C++ STL 看起来相当尴尬，我敢打赌有比这更好的方法：

typedef vector<double>  dVector;
typedef vector<double>::iterator  dVectorIT;
void Deinterleave3(dVector outputWaveform, dVector &a, dVector &b, dVector &c)
{
    ASSERT( !(outputWaveform.size()%3) );
    a.clear(); b.clear(); c.clear();
    dVectorIT oIT=outputWaveform.begin();
    for(; oIT != outputWaveform.end(); )
    {
        a.push_back( *oIT++ );
        b.push_back( *oIT++ );
        c.push_back( *oIT++ );
    }
}

是否有 transform() 和back_inserter() 哪个会执行逆操作？同样，使用临时向量是可以接受的。

Boost 有一个“zip 迭代器”，但我不知道它是否会执行交织或解交织操作。

编辑：修复了缺失的尖括号（<>）。 HTML 过滤器吞噬了它们！另外，我对如何使用自定义迭代器修复此问题有一个新想法。

Answer 1

如果您愿意使用Boost，可以使用 切片 使语法非常接近您在 Matlab 中的代码。这是 Interleave3 函数的 C++ 版本：

template<typename V>
V Interleave3(V const& a, V const& b, V const& c)
{
    using namespace boost::numeric::ublas;

    V v(a.size() + b.size() + c.size());
    vector_slice<V>(v, slice(0, 3, a.size())) = a;
    vector_slice<V>(v, slice(1, 3, b.size())) = b;
    vector_slice<V>(v, slice(2, 3, c.size())) = c;

    return v;
}

问题是您必须使用 boost::numeric::ublas::vector，而不是使用 std::vector。

Answer 2

我不确定交错，但您可以使用 for_each 来解交错。您仍然需要添加额外的错误检查（源大小是否正确等）：

#include <iostream>
#include <vector>

typedef std::vector<double> dVector;
typedef dVector::iterator dVectorIT;

class DeInterleave
{
public:
    DeInterleave(std::vector<dVector>& output) : output_(output), currentIndex_(0) { }
    void operator()(const dVector::value_type& item)
    {
        output_[currentIndex_].push_back(item);
        currentIndex_ = (currentIndex_ + 1) % output_.size();
    }

private:
    std::vector<dVector>& output_;
    int currentIndex_;
};

int main()
{
    dVector source;
    source.push_back(5.0);
    source.push_back(6.0);
    source.push_back(8.0);
    source.push_back(2.0);
    source.push_back(2.0);
    source.push_back(1.0);
    std::vector<dVector> dest(3);

    std::for_each(source.begin(), source.end(), DeInterleave(dest));

    std::cout << dest[0].size() << " " << dest[0][0] << ":" << dest[0][1] << std::endl;
    std::cout << dest[1].size() << " " << dest[1][0] << ":" << dest[1][1] << std::endl;
    std::cout << dest[2].size() << " " << dest[2][0] << ":" << dest[2][1] << std::endl;

    return 0;
}