The Shapes of Multidimensional Arrays

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档讨论了C++中多维数组的设计与标准化，特别是std::mdspan提案。其设计目标包括通用性、性能和表达性，旨在支持多维数组的便捷声明和操作。文档探讨了mdspan的声明方式、标准化过程中遇到的挑战（如零大小数组的处理和语法扩展的争议），以及命名的选择。最后，文档提到了与多维数组和线性代数库相关的其他提案，如mdarray和P1417。

AI总结

Vincent Reverdy在CppCon 2020的演讲《The Shapes of Multidimensional Arrays》主要探讨了多维数组的形状设计及其标准化，重点放在了C++中的mdspan和mdarray提案上。以下是总结的要点：

1. **设计目标**：
- **泛型性**：尽可能覆盖广泛的参数空间。
- **性能**：在计算时间和内存使用上都高效。
- **表达性**：易于理解、阅读和以简洁的方式编写。

然而，这些目标无法同时达到，需在设计中进行权衡。

2. **mdspan提案**：
- 旨在为多维数组提供非拥有引用。
- 语法示例：`std::mdspan>`。
- 提案P0332支持类似数组的张量声明，如`double[][][7]`，但部分语法仍未被允许。

3. **标准化进展**：
- LEWG支持`std::mdspan`，而EWG反对语言更改，以避免副作用。
- 零尺寸数组的处理存在争议，特别是如何在标准中进行定义。

4. **设计与实现**：
- 通过变量而非类型来定义形状，以增强灵活性。
- 使用递归的`operator()`和`operator[]`来构建多维索引，适用于形状和内容的定义。
- 代码示例展示了多维数组的声明和构造，如`ndarray myarray(extend<1> = 5);`。

5. **应用与未来**：
- 多维数组在科学计算、数据科学和机器学习中具有广泛的应用前景。
- 提到了多个相关提案，包括P1417、P1166、P1385等，旨在推动C++标准库中的线性代数支持和接口设计。

总结：Vincent Reverdy的演讲深入探讨了多维数组在C++中的设计、标准化努力及其应用前景，展示了C++标准库在多维数组和线性代数支持方面的发展方向。