在C++中迭代大小可变的N维矩阵

在C++中处理大小可变的N维矩阵是一个复杂的任务，因为它涉及到动态内存分配和多维数组的管理。下面我将详细解释这个问题的基础概念、相关优势、类型、应用场景，以及可能遇到的问题和解决方法。

基础概念

N维矩阵：一个N维矩阵是一个由N个索引标识的元素的集合。例如，一个二维矩阵可以通过两个索引（行和列）来访问元素。

动态内存分配：在C++中，动态内存分配允许程序在运行时分配和释放内存。这对于处理大小可变的数据结构非常有用。

类型

使用标准库容器：如std::vector，可以嵌套使用来创建多维数组。
自定义数据结构：通过继承或组合标准库容器，可以创建更复杂的数据结构。

应用场景

科学计算：在物理模拟、图像处理等领域，经常需要处理大小可变的矩阵。
数据分析：在处理大型数据集时，可能需要动态调整矩阵的大小。

示例代码

下面是一个使用std::vector创建大小可变二维矩阵的示例：

#include <iostream>
#include <vector>

class DynamicMatrix {
public:
    DynamicMatrix(size_t rows, size_t cols) : data(rows, std::vector<int>(cols)) {}

    int& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[row][col];
    }

    const int& operator()(size_t row, size_t col) const {
        return data[row][col];
    }

    void resize(size_t new_rows, size_t new_cols) {
        data.resize(new_rows);
        for (auto& row : data) {
            row.resize(new_cols);
        }
    }

private:
    std::vector<std::vector<int>> data;
};

int main() {
    DynamicMatrix mat(3, 3);
    mat(0, 0) = 1;
    mat(1, 1) = 2;
    mat(2, 2) = 3;

    std::cout << "Matrix before resize:\n";
    for (size_t i = 0; i < 3; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < 3; ++j) {
            std::cout << mat(i, j) << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }

    mat.resize(4, 4);
    std::cout << "Matrix after resize:\n";
    for (size_t i = 0; i < 4; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < 4; ++j) {
            std::cout << mat(i, j) << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }

    return 0;
}