Блог

У меня возникли проблемы с построением переменной функции, которая выполняет определенную задачу. Для моего конкретного примера я использую матрицы 2×2, но вы можете себе представить, что моя проблема распространяется на многие типы данных. Кроме того, для моего примера «глаз» — это идентификационная матрица 2×2.

Хорошо, итак, я хотел бы создать переменную функцию f, входные данные которой могут быть (чтобы привести 3 примера):

 f(Y, 2, Z, 5, X, 3)
f(X, 4)
f(X, 2, Y, 1)
  

где X, Y, Z — матрицы, а числа — положительные целые числа. Она должна возвращать следующие псевдокодовые продукты kronecker соответственно:

 KroneckerProduct(eye, Y, X, eye, Z)

KroneckerProduct(eye, eye, eye, X)

KroneckerProduct(Y, X)
  

Таким образом, по сути, он применяет матрицу в позиции в KroneckerProduct, указанной int, которая следует за матрицей, и заполняет идентификационные матрицы между ними.

Из-за моей неопытности с вариационными функциями я не продвинулся далеко с этим. Моя самая большая проблема — заставить «рекурсивный» шаг переменной функции делать то, что мне нужно (см. Комментарии в конце):

 template<typename M, typename I, typename... Args>
arma::mat f(M matrix, I position, Args... args) 
{
    std::vector<arma::mat> matrixList;

    while(position > matrixList.size()) 
    {
        matrixList.push_back(eye<arma::mat>(2,2));
    }

    matrixList(position-1) = matrix;

    //Up until here, it's satisfied the first pair of arguments.
    //However, if I call f(args...) now, it'll just re-initialize matrixList
}
  

Есть ли обходной путь, который мне не хватает?

Я не знаю, как вы собираетесь вычислять возвращаемое значение (я пока не разбираюсь в такой математике), но если вы вычислите его из финала matrixList , вы можете создать оболочку вокруг функции:

 template<typename... Args>
arma::mat calculateSomething(Argsamp;amp;... args) {
    std::vector<arma::mat> list;
    f(list, std::forward<Args...>(args...)); //First argument for recursion

    //Calculate return value
    return return_value;
 };
  

И f будет выглядеть так:

 //Default case with just 1 argument
void f(std::vector<arma::mat>amp;) {}

template<typename M, typename I, typename... Ts>
void f(std::vector<arma::mat>amp; matrixList, M matrix, I position, Ts... args) 
{
    while(position > matrixList.size()) 
    {
        matrixList.push_back(eye<arma::mat>(2,2));
    }

    //This is not valid syntax, no idea what you are trying to do here
    //matrixList(position-1) = matrix;

    //recursive call
    f(matrixList, args...);
}
  

Основываясь на предложениях Rakete1111, это код, который я предполагал, что он будет работать. Он генерирует взаимодействия Гейзенберга с k-кубитами.

 #include <iostream>
#include <armadillo>

const arma::cx_mat eye = "(1,0) (0,0); (0,0) (1,0)";
const arma::cx_mat sx = "(0,0) (1,0); (1,0) (0,0)";
const arma::cx_mat sy = "(0,0) (0,-1); (0,1) (0,0)";
const arma::cx_mat sz = "(1,0) (0,0); (0,0) (-1,0)";

void ArgsToMatrixList(std::vector<arma::cx_mat>amp;) {}

template<typename M, typename I, typename... Ts>
void ArgsToMatrixList(std::vector<arma::cx_mat>amp; matrixList, M matrix, I position, Ts... args)
{
    while(position > matrixList.size())
    {
        matrixList.push_back(eye);
    }

    matrixList[position - 1] = matrix;

    ArgsToMatrixList(matrixList, args...);
}

template<typename... Args>
arma::cx_mat J(Argsamp;amp;... args)
{
    std::vector<arma::cx_mat> list;

    ArgsToMatrixList(list, std::forward<Args>(args)...); //First argument for recursion

    //Calculate return value

    arma::cx_mat return_value = list.front();
    for(int i = 1; i < list.size();   i)
    {
        return_value = arma::kron(return_value, list[i]);
    }

    return return_value;
}


int main(int argc, const char * argv[]) {

    arma::cx_mat example = J(sx, 1, sy, 2, sz, 3);
    std::cout << example << std::endl;

    return 0;
}