Как реализовать замкнутый массив на C++?

#математика #массивы #cpp

Необходимо реализовать на C++ такой массив, например размерности 4 (с индексами 0
1 2 3), чтобы в дальнейшем при обращении к несуществующему элементу 4 программа выдавала
значение с индексом 0.

Как это реализовать с условием ясно — нужно выразить доступ к элементам с помощью
формулы.

Возможно некорректно поставлен вопрос, но в итоге нужна заготовка программы, которая
должна создать двумерный массив, замкнутый по всем концам (как в фигуре Тор), для того,
чтобы в дальнейшем реализовать определение покрытий для карты Карно.
    

Ответы

Ответ 1

Для неотрицательных значений:

const int SIZE = 4;
int a[SIZE];
for(int i=0;i<15;i++) cout << a[i%SIZE] << " ";


% — остаток от деления, значения 0,1,2,3,0,1,2,3,0,...

Для отрицательных значений:

ряд чисел которые мы должны преобразовать: 

-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5...

Что мы должны получить (для SIZE=4):

3,0,1,2,3,0,1,2,3,0,1...

Вышеуказанный способ нам выдаст следующие значения:

-1,0,-3,-2,-1,0,1,2,3,0,1...

Мы можем ко всем этим значениям прибавить SIZE, и тогда у нас все значения будут
положительными, и вторично берем по модулю:

for(int i=-5;i<=5;i++)
{
    j=( (i%SIZE) + SIZE )%SIZE;
    cout << a[j] << " ";
}


Для упрощения понимания кода:
чтобы в коде часто не встречались непонятные формулы, используйте функцию (или макрос),
которая будет преобразовывать индексы.

Например макрос: 

#define GetIndex(_index,_size) ( ( (_index%_size) + _size )%_size )


Для двумерного случая:

const int X_SIZE = 4;
const int Y_SIZE = 10;
int a[X_SIZE][Y_SIZE];
cin >> x >> y;
cout << a[GetIndex(x,X_SIZE)][GetIndex(y,Y_SIZE)];


Ответ 2

Согласен, наследование от std::vector не самая лучшая идея и CyclicArray нужно использовать
с осторожностью.
#include 
#include 
#include 

template 
class CyclicArray : public std::vector {
 public:
  typedef typename std::vector::size_type UnsignedIndex;
  typedef typename std::make_signed::type SignedIndex;

  using std::vector::vector;

  T& operator[](SignedIndex index) {
    return GetElement(index);
  }

  const T& operator[](SignedIndex index) const {
    return GetElement(index);
  }

private:
  T& GetElement(SignedIndex index) {
    return std::vector::operator[](NormalizeIndex(index));
  }

  const T& GetElement(SignedIndex index) const {
    return std::vector::operator[](NormalizeIndex(index));
  }

  UnsignedIndex NormalizeIndex(SignedIndex index) {
    auto size = std::vector::size();
    SignedIndex res = (index % size);
    if (res < 0) {
      res += size;
    }
    return static_cast(res);
  }
};

int main() {
  CyclicArray a{1, 2, 3, 4};
  for (int i = -8; i < 9; ++i) {
    std::cout << i << ": " << a[i] << std::endl;
  }
  // 2-Dimensional
  CyclicArray> b{{1, 2, 3, 4},
                                  {5, 6, 7, 8},
                                  {9, 10, 11, 12},
                                  {13, 14, 15, 16}};
  for (int i = -4; i < 4; ++i) {
    for (int j = -4; j < 4; ++j) {
      std::cout << i << ", " << j << ": " << b[i][j] << std::endl;
    }
  }

}