二次元配列を取得・出力する順序を入れ替える冴えた方法を探しています

Question

いつもお世話になっております。

二次元配列の値を1つずつ処理する際に、for文を2つ使うことがあると思います。
例えばこんなの↓

ArrayList[,] hoge1 = new ArrayList[4,5]();
ArrayList[,] hoge2 = new ArrayList[4,5]();//データが入っている

for(int i=0;i<4;i++) //for文A
{
    for(int j=0;j<5;j++) //for文B
    {
　　　　//データ取得・出力部
        hoge1[i,j].Add(hoge2[i,j][0].ToString());　
    }
}

「for文AとBを入れ替える方法」、もしくは同じことができるアルゴリズムを探しています。

・要件
①データ取得部を丸ごとクラスにしない
②AとBを入れ替えただけのプログラムをもう1つ作らない
（データ取得部が複雑になるとこんがらがるため）
③二次元配列の行・列を入れ替えた新しい二次元配列を作らない
（データ量が多いと遅くなるので）
④データ取得部では、取得・出力ができるようにする

Comments

[euledge]

行と列を入れ替えるということがやりたいことですか？そうであればその旨記載したほうが回答する側のイメージが付きやすいです

[退会済みユーザー]

要件③を追加しました

[Zuishin]

そもそもこの例題が動かないので、同じ物を作れというなら最低限動くものを用意するか仕様をきちんと言葉で説明してください。ArrayList は二次元配列ではありませんし、object に Add はできませんしインデクサもありません。

Answer 1

考え方の一例を

配列実体を直接扱わずビューを介してアクセスする手法です。転置などの操作は配列をコピーしたり要素を実際に入れ替えたりする必要がなくなります。

下記はインデクサー, Length, GetLengthを定義し普通の配列と同様の操作感でアクセスできるようにした例です。

// 2次元配列
public interface Mat2<E> {
  // インデクサー
  E this[int i, int j] { get; set; }
  // 全要素数
  int Length { get; }
  // 各次元の長さ
  int GetLength(int rank);
  // 転置行列のビュー
  Mat2<E> Transpose { get; }
}

// ビューの実装
public class Mat2View<E> : Mat2<E> {
  public E this[int i, int j] {
    get { return elements[i, j]; }
    set { elements[i, j] = value; }
  }
  public int Length => elements.Length;
  public int GetLength(int rank) => elements.GetLength(rank);
  public Mat2<E> Transpose {
    get { return new Transposed(elements); }
  }
  private E[,] elements;
    public Mat2View(E[,] elements) {
    this.elements = elements;
  }

  // 2次元配列の転置ビュー
  class Transposed: Mat2<E> {
    public E this[int i, int j] {
      get { return elements[j, i]; }
      set { elements[j, i] = value; }
    }
    public int Length => elements.Length;
    public int GetLength(int rank) => elements.GetLength(1 - rank);
    public Mat2<E> Transpose {
      get { return new Mat2View<E>(elements); }
    }
    private E[,] elements;
    internal Transposed(E[,] elements) { this.elements = elements; }
  }
}

用例

void foo() {
  Mat2<int> m = new Mat2<int>(new int[2, 3]);
  m[0, 1] = 9;
  Mat2<int> tm = m.Transpose;
  Console.WriteLine("m [0, 1] = " + m[0, 1]); // => 9
  Console.WriteLine("tm[1, 0] = " + m[1, 0]); // => 9
}

追記：上はかなり素朴な機能ですが、実際に使う場面ではコピーやLinq対応や行列演算(dot積,cross積,行列式,逆行列,etc.)など色々拡張がほしくなると思います。どこかのライブラリーにあるかも知れません。

Answer 2

転置ってことで良いでしょうか？
転置行列のお話
上記でのソースコードへのリンク

画像処理では、良く行われることのようですので、探せば別なアルゴリズムもあるかもしれません。
CUDAで二次元配列の転置は高効率にできないと言ったな！あれは嘘だ！

Answer 3

冴えたやり方かどうか分かりませんが下のような方法があると思います。

ArrayList[,] hoge1 = new ArrayList[4, 5];
ArrayList[,] hoge2 = new ArrayList[4, 5];
            
var iCount = 4;
var jCount = 5;
var totalCount = iCount * jCount;
            
bool reverse = false; //ここのフラグを変えるとアクセス順序が変わる
            
for (int n = 0; n < totalCount; n++)
{
    int i = reverse ? (n % iCount) : (n / jCount);
    int j = reverse ? (n / iCount) : (n % jCount);

    //データ取得・出力部
    hoge1[i, j].Add(hoge2[i, j][0].ToString());
}

Comments

[KSwordOfHaste]

アイデアは伝わると思うのですが、実例としてはreverseによって
hoge1[i,j].Add(hoge2[i,j])...
hoge1[i,j].Add(hoge2[j,i])...
のどちらかに切り替わるようになっていた方がよいと思います。
この例ですとi,jを入れ替えても意味があるように見えないので。
(「for文AとBを入れ替える方法」をそのまま示されたのだとは思いますが）

[MagoCat]

> KSwordOfHasteさん

この例だと意味を成さないことに関しては仰る通りです。
質問者の言う「出力」の種類によっては単なるアクセス順序の違いが意味を持ち得るのではないかと憶測しての回答になります。

[KSwordOfHaste]

そういうことだったのですね。了解しました。

[退会済みユーザー]

短くて実装しやすそうですね。
こういう感じのものを探してました。
早速試してみます。

Answer 4

ArrayList[,] hoge = new ArrayList[4,5]();

bool change = true;

for(int i=0;i<4;i++) //for文A
{
    for(int j=0;j<5;j++) //for文B
    {
　　　　//データ取得部
        var a = change ? i : j;
        var b = change ? j : i;
        hoge[a,b].Add(a.ToString() + ":" + b.ToString());　
    }
}

Comments

[YamakawaJunichi]

new ArrayList[4,5] も入れ替えが必要ですね

[退会済みユーザー]

これだとa=5になった時エラーが出るのではないでしょうか？

[YamakawaJunichi]

はい、そうです。
上にも書きましたがchangeに応じて行列を入れ替える必要がありますね。

[退会済みユーザー]

すみません。要件に書き忘れていましたが、取得だけでなく出力も考えています。
これだと出力したいデータを初期化しなければならなくなってしまいます。

Answer 5

C#なんて書かないのでPHPでご了承

$walk_col=true;
$num_cols=4;
$num_rows=5;

for($i=0,$l=$num_cols*$num_rows;$i<$l;$i++){
 $r=$walk_col?$floor($i/$num_cols):$i%$num_cols;
 $c=$walk_col?$i%$num_rows:floor($i/$num_rows);
 $arr[$r][$c];
}