初始化基於switch語句

Question

我正在開發中Rcpp是從bigmemory包big.matrix對象進行操作某些功能的不同類型的變量。這些對象被傳遞到作爲Rcpp對象SEXP我然後必須強制轉換爲XPtr<BigMatrix>，然後到一個MatrixAccessor對象來訪問矩陣的元素。

例如，如果我想要實現的是得到一個功能就是對角線：

#include <Rcpp.h> 
using namespace Rcpp; 

// [[Rcpp::depends(BH, bigmemory) 
#include <bigmemory/MatrixAccessor.hpp> 

#include <numeric> 

// [[Rcpp::export]] 
NumericVector GetDiag(SEXP pmat) { 
    XPtr<BigMatrix> xpMat(pMat); // allows you to access attributes 
    MatrixAccessor<double> mat(*xpMat); // allows you to access matrix elements 

    NumericVector diag(xpMat->nrow()); // Assume matrix is square 
    for (int i = 0; i < xpMat->nrow(); i++) { 
    diag[i] = mat[i][i]; 
    } 
    return diag; 
} 

此功能精美，提供R中的big.matrix對象充滿了一倍。

但是，如果您在整數矩陣（例如diag(as.big.matrix(matrix(1:9, 3))@address)）上調用此函數，則會因此導致垃圾回收，因爲MatrixAccessor已被初始化爲<double>。

內部，big.matrix對象可以有四種類型：

void typeof(SEXP pMat) { 
    XPtr<BigMatrix> xpMat(pMat); 
    int type = xpMat->matrix_type(); 
    type == 1 // char 
    type == 2 // short 
    type == 4 // int 
    type == 8 // double 
} 

由於所有我們正在做的是訪問矩陣的元素，在diag功能應該能夠處理這些類型。但是現在，由於我們的函數簽名是NumericVector，我會忽略字符矩陣。

爲了解決這個問題，我想我可能只是扔在一個switch語句，在運行時使用合適的類型初始化相應mat：

// [[Rcpp::export]] 
NumericVector GetDiag(SEXP pmat) { 
    XPtr<BigMatrix> xpMat(pMat); 
    // Determine the typeof(pmat), and initialize accordingly: 
    switch(xpMat->matrix_type()) { 
    case == 1: 
    { 
     // Function expects to return a NumericVector. 
     throw; 
    } 
    case == 2: 
    { 
     MatrixAccessor<short> mat(*xpMat); 
     break; 
    } 
    case == 4: 
    { 
     MatrixAccessor<int> mat(*xpMat); 
     break; 
    } 
    case == 8: 
    { 
     MatrixAccessor<double> mat(*xpMat); 
    } 
    } 
    MatrixAccessor<double> mat(*xpMat); // allows you to access matrix elements 

    NumericVector diag(xpMat->nrow()); // Assume matrix is square 
    for (int i = 0; i < xpMat->nrow(); i++) { 
    diag[i] = mat[i][i]; 
    } 
    return diag; 
} 

然而，這會導致編譯器錯誤，因爲我重新定義mat已經在第一個case中聲明之後。

我可以看到要做到這一點的唯一方法是編寫三種不同的diag函數，每種類型一個，其代碼與mat的初始化例外相同。有沒有更好的辦法？

Answer 1

感謝來自Kevin Ushey關於分離調度和函數邏輯的指針。所需的模板代碼與凱文的建議足夠不同，以保證自己的答案。

要寫一個普遍適用於所有類型的big.matrix功能，該模式如下：

#include <Rcpp.h> 
using namespace Rcpp; 

// [[Rcpp::depends(BH, bigmemory)]] 
#include <bigmemory/MatrixAccessor.hpp> 

// Generic Implementation of GetDiag: 
template <typename T> 
NumericVector GetDiag_impl(XPtr<BigMatrix> xpMat, MatrixAccessor<T> mat) { 
    NumericVector diag(xpMat->nrow()); // Assume matrix is square 
    for (unsigned int i = 0; i < xpMat->nrow(); i++) { 
    diag[i] = mat[i][i]; 
    } 
    return diag; 
} 

// Dispatch code 
// [[Rcpp::export]] 
NumericVector GetDiag(SEXP pMat) { 
    XPtr<BigMatrix> xpMat(pMat); 
    switch(xpMat->matrix_type()) { 
    case 1: 
     return GetDiag_impl(xpMat, MatrixAccessor<char>(*xpMat)); 
    case 2: 
     return GetDiag_impl(xpMat, MatrixAccessor<short>(*xpMat)); 
    case 4: 
     return GetDiag_impl(xpMat, MatrixAccessor<int>(*xpMat)); 
    case 8: 
     return GetDiag_impl(xpMat, MatrixAccessor<double>(*xpMat)); 
    default: 
     // This should be impossible to reach, but shuts up the compiler 
     throw Rcpp::exception("Unknown type of big.matrix detected! Aborting."); 
    } 
} 

您不需要模板GetDiag_impl返回類型：所有四個big.matrix類型存儲爲數字在R中（關於'char'big.matrix對象的討論見This Answer）。

Answer 2

在這些情況下，您通常需要分離邏輯：首先，您有一個調度函數，它將SEXP類型編組爲一些編譯時類型，以及一個處理實際工作的單獨（模板化）函數。一些（不完整的）示例代碼：

#include <Rcpp.h> 
using namespace Rcpp; 

// the actual generic implementation 
template <typename T> 
T GetDiag_impl(T const& pMat) { 
    // logic goes here 
} 

// the dispatch code 

// [[Rcpp::export]] 
SEXP GetDiag(SEXP pMat) { 
    switch (TYPEOF(pMat)) { 
    case INTSXP: return GetDiag_impl<IntegerMatrix>(pMat); 
    case REALSXP: return GetDiag_impl<NumericMatrix>(pMat); 
    <...> 
    } 
}