问题 使用R1:= R2的记录的深层副本,或者是否有良好的方法来实现带记录的NxM矩阵?


我正在实现一个带有记录和内部动态数组的N x M矩阵(类),如下所示。

TMat = record
public     
  // contents
  _Elem: array of array of Double;

  //
  procedure SetSize(Row, Col: Integer);

  procedure Add(const M: TMat);
  procedure Subtract(const M: TMat);
  function Multiply(const M: TMat): TMat;
  //..
  class operator Add(A, B: TMat): TMat;
  class operator Subtract(A, B: TMat): TMat;
  //..
  class operator Implicit(A: TMat): TMat; // call assign inside proc.
                                          // <--Self Implicit(which isn't be used in D2007, got compilation error in DelphiXE)

  procedure Assign(const M: TMat); // copy _Elem inside proc.
                                   // <-- I don't want to use it explicitly.
end;

我选择了一条记录,因为我不想创建/ Free / Assign来使用它。

但是对于动态数组,不能(深度)复制值为M1:= M2,而不是M1.Assign(M2)。

我试图声明自我隐式转换方法,但它不能用于M1:= M2。

(隐式(const pA:PMat):TMat和M1:= @ M2有效,但它非常丑陋且不可读..)

有没有办法挂钩记录的分配?

或者有没有建议用记录实现N x M矩阵?

提前致谢。

编辑:

我用Barry的方法实现了如下,并确认正常工作。

type
  TDDArray = array of array of Double;

  TMat = record
  private
     procedure CopyElementsIfOthersRefer;
  public
    _Elem: TDDArray;
    _FRefCounter: IInterface;
   ..
  end;

procedure TMat.SetSize(const RowSize, ColSize: Integer);
begin
  SetLength(_Elem, RowSize, ColSize);

  if not Assigned(_FRefCounter) then
    _FRefCounter := TInterfacedObject.Create;
end;

procedure TMat.Assign(const Source: TMat);
var
  I: Integer;
  SrcElem: TDDArray;
begin
  SrcElem := Source._Elem; // Allows self assign

  SetLength(Self._Elem, 0, 0);
  SetLength(Self._Elem, Length(SrcElem));

  for I := 0 to Length(SrcElem) - 1 do
  begin
    SetLength(Self._Elem[I], Length(SrcElem[I]));
    Self._Elem[I] := Copy(SrcElem[I]);
  end;
end;

procedure TMat.CopyElementsIfOthersRefer;
begin
  if (_FRefCounter as TInterfacedObject).RefCount > 1 then
  begin
    Self.Assign(Self); // Self Copy
  end;
end;

我同意这不高效。只使用带有纯记录的Assign绝对更快。

但它非常方便,更具可读性 有趣。 :-)

我认为它对于光计算或预生产原型非常有用。不是吗?

EDIT2:

kibab 给函数获取动态数组本身的引用计数。

Barry的解决方案更独立于内部impl,也许可以在即将推出的64位编译器上运行而无需任何修改,但在这种情况下,我更喜欢kibab的简单性和效率。谢谢。

  TMat = record
  private
     procedure CopyElementsIfOthersRefer;
  public
    _Elem: TDDArray;
   ..
  end;

procedure TMat.SetSize(const RowSize, ColSize: Integer);
begin
  SetLength(_Elem, RowSize, ColSize);
end;    

function GetDynArrayRefCnt(const ADynArray): Longword;
begin
  if Pointer(ADynArray) = nil then
    Result := 1 {or 0, depending what you need}
  else
    Result := PLongword(Longword(ADynArray) - 8)^;
end;

procedure TMat.CopyElementsIfOthersRefer;
begin
  if GetDynArrayRefCnt(_Elem) > 1 then
    Self.Assign(Self);
end;

7890
2017-12-07 11:00


起源

+1有趣的问题。我想我会坚持使用运算符重载的记录中的值类型。 - David Heffernan


答案:


您可以在记录中使用接口字段引用来确定您的数组是否由多个记录共享:只需检查接口后面对象的引用计数,您就会知道数组中的数据是共享的。这样,您可以懒惰地复制修改,但仍然在未修改矩阵时使用数据共享。


9
2017-12-07 18:26



+1太棒了!我现在要看看我的代码,看看我是否可以这样做!写下你自己的副本! - David Heffernan
啊,懒人副本!我懂了!只需在所有自修改代码之前插入Check'nCopy例程。我会试着用这种技术来实现。非常感谢! - benok
+1的想法。但是这个界面是恕我直言,没有必要的开销(或者我错过了......这里?)。可以像这样直接读取任何动态数组的引用计数(如果共享dyn数组,则返回值> 1):function GetDynArrayRefCnt(const ADynArray):Longword;如果Pointer(ADynArray)= nil则结束:结果:= 1 {或0,取决于你的需要}否则结果:= PLongword(Longword(ADynArray) - 8)^;结束; - kibab
@kibab感谢您的密码! (这比我想象的要简单。)我确认它有效,也许我会在这种情况下使用你的。 Barry的解决方案更独立于内部impl,可能适用于即将推出的64位编译器,但我喜欢它的效率。谢谢! - benok
我只是添加,在得出结论之前衡量效率。 - Barry Kelly


您不能通过Implicit或Explicit运算符覆盖记录分配。 您可以做的最好的IMO不是使用直接赋值,而是使用M.Assign方法:

procedure TMat.Assign(const M: TMat);
begin
// "Copy" currently only copies the first dimension,
//  bug report is open - see comment by kibab 
//  _Elem:= Copy(M._Elem);
  ..
end;

M1.Assign(M2);

代替

M1:= M2;

4
2017-12-07 11:13



请注意,复制不适用于多暗阵列, qc.embarcadero.com/wc/qcmain.aspx?d=20086 只复制第一个维度,仅引用其他维度,并且动态数组不是CopyOnWrite(如字符串),因此在一个中更改,也会在其他(“复制”数组)中更改。类似的你可能会发现复制记录。 - kibab
没有多维动态数组;只有数组的数组,这是一个不同的概念(允许锯齿状的形状)。为什么Copy会为要复制的数组元素执行深层复制,但只有这些元素是数组? (基本上,我建议这个bug非常接近“按设计”。) - Barry Kelly
@Barry Kelly:我不同意。 IMO当前实现的“复制”程序应该改进,包括动态数组的深层复制,否则应该改变Delphi中动态数组的整个概念(CopyOnWrite支持)。 - kludg
@Barry:为字符串以外的动态数组实现写入复制已经太晚了(想想所有现有的代码),即使这是个好主意,在我看来也不是 - David Heffernan


我刚刚意识到为什么这可能不是一个好主意。确实,调用代码变得更简单,运算符重载。但是你可能会遇到性能问题。

例如,考虑一下简单的代码 A := A+B; 并假设你在Barry接受的答案中使用了这个想法。使用运算符重载这个简单的操作将导致分配新的动态数组。实际上,您希望在适当的位置执行此操作。

这种就地操作在线性代数矩阵算法中非常常见,原因很简单,如果你能避免它就不想打堆 - 它很昂贵。

对于小值类型(例如复数,3x3矩阵等),运算符内部记录的重载是有效的,但我认为,如果性能很重要,那么对于大型矩阵,运算符重载不是最佳解决方案。


2
2017-12-08 20:24



是的我同意。运算符重载只是一种语法糖而且效率不高。使用简单的方法进行快速原型设计然后以适当的方式进行优化是我最喜欢的(但对于runnnig不合时宜的危险:-)策略。 - benok
@benok:运算符重载对于小值类型是有效的。我们刚刚将复数,3向量,3x3矩阵类型转换为运算符重载,并且在性能上没有任何损失 - 对象代码实际上是相同的。我只是认为它不会很好地与引用类型而不是值类型。 - David Heffernan