ELAS系列~代碼解析（一）~image.h

 １.image類

// image class
template <class T> class image {
public:

  // create image
  image(const int width, const int height, const bool init = false);

  // delete image
  ~image();

  // init image
  void init(const T &val);

  // deep copy
  image<T> *copy() const;
  
  // get image width/height
  int width() const { return w; }
  int height() const { return h; }
  
  // image data
  T *data;
  
  // row pointers
  T **access;
  
private:
  int w, h;
};

---

• 構造函數（生成圖像）

image(const int width, const int height, const bool init = false);

• 參數：width, 　height,　init
• width：圖像的寬；
• height：圖像的高；
• init：是否初始化;

template <class T> image<T>::image(const int width, const int height, const bool init) {
  w = width;
  h = height;
  data = new T[w * h];  // allocate space for image data
  access = new T*[h];   // allocate space for row pointers
  
  // initialize row pointers
  for (int i = 0; i < h; i++)
    access[i] = data + (i * w);  
  
  // init to zero
  if (init)
    memset(data, 0, w * h * sizeof(T));
}

說明：

T **access  = new T*[h];

• T 　*[h]：一個h個元素的指針數組，每個元素可指向一個Ｔ類型的數據。
• new T　*[h]：申請h個指向T類型的指針數組,其中每個指針都可以指向一個T類型的數組。
• T **access  = new T　*[h]：定義一個access指針變量，指向數組的首元素。

  for (int i = 0; i < h; i++)
    access[i] = data + (i * w);  

• 將二維數組每一行的首地址符給access[i]指針。

  if (init)
    memset(data, 0, w * h * sizeof(T));

• memset函數

void *memset(void *s, int c, unsigned long n);

• memset() 的作用是在一段內存塊中填充某個給定的值。

• 析構函數 （釋放掉圖像）

~image();

template <class T> image<T>::~image() {
  delete [] data; 
  delete [] access;
}

•  delete 和 delete[] 的不同之處在對class 的釋放，delete只會調用一個元素的析構函數，而delete[]則調用所有元素的析構。

• 初始化函數

void init(const T &val);

template <class T> void image<T>::init(const T &val) {
  T *ptr = imPtr(this, 0, 0);
  T *end = imPtr(this, w-1, h-1);
  while (ptr <= end)
    *ptr++ = val;
}

•  在 C++ 中，每一個對象都能通過 this 指針來訪問自己的地址。this 指針是所有成員函數的隱含參數。因此，在成員函數內部，它可以用來指向調用對象。友元函數沒有 this 指針，因爲友元不是類的成員。只有成員函數纔有 this 指針。

• #define imRef(im, x, y) (im->access[y][x])
  #define imPtr(im, x, y) &(im->access[y][x])

• ＋＋的優先級高於×號

• 深度拷貝函數

image<T> *copy() const;

template <class T> image<T> *image<T>::copy() const {
  image<T> *im = new image<T>(w, h, false);
  memcpy(im->data, data, w * h * sizeof(T));
  return im;
}

void *memcpy(void *destin, void *source, unsigned n);

• 獲取圖像的高/寬

  int width() const { return w; }
  int height() const { return h; }

• 成員變量：

• public:

  // image data
  T *data;
  
  // row pointers
  T **access;

• private

int w, h;

 

// basic image I/O, based on Pedro Felzenszwalb's code

#ifndef IMAGE_H
#define IMAGE_H

#include <cstdlib>
#include <climits>
#include <cstring>
#include <fstream>

// use imRef to access image data.獲取圖片數據
#define imRef(im, x, y) (im->access[y][x])
  
// use imPtr to get pointer to image data.獲取圖片數據指針
#define imPtr(im, x, y) &(im->access[y][x])

#define BUF_SIZE 256

typedef unsigned char uchar;
typedef struct { uchar r, g, b; } rgb;

inline bool operator==(const rgb &a, const rgb &b) {
  return ((a.r == b.r) && (a.g == b.g) && (a.b == b.b));
}

// image class模板類 T可以用各種類型代替
template <class T> class image {
public:

  // create image
  image(const int width, const int height, const bool init = false);

  // delete image
  ~image();

  // init image
  void init(const T &val);

  // deep copy
  image<T> *copy() const;
  
  // get image width/height
  int width() const { return w; }
  int height() const { return h; }
  
  // image data
  T *data;
  
  // row pointers
  T **access;
  
private:
  int w, h;
};

template <class T> image<T>::image(const int width, const int height, const bool init) {
  w = width;
  h = height;
  data = new T[w * h];  // allocate space for image data爲圖片數據分配空間
  access = new T*[h];   // allocate space for row pointers爲行指針分配空間
  
  // initialize row pointers
  for (int i = 0; i < h; i++)
    access[i] = data + (i * w);  //初始化行指針
  
  // init to zero
  if (init)
    memset(data, 0, w * h * sizeof(T));//初始化全0
}

template <class T> image<T>::~image() {
  delete [] data; 
  delete [] access;
}

template <class T> void image<T>::init(const T &val) {
  T *ptr = imPtr(this, 0, 0);//取（0，0）地址
  T *end = imPtr(this, w-1, h-1);
  while (ptr <= end)
    *ptr++ = val;
}


template <class T> image<T> *image<T>::copy() const {
  image<T> *im = new image<T>(w, h, false);//硬拷貝
  memcpy(im->data, data, w * h * sizeof(T));//memcpy 目的 源 大小
  return im;
}

class pnm_error {};

void pnm_read(std::ifstream &file, char *buf) {
  char doc[BUF_SIZE];
  char c;
  
  file >> c;
  while (c == '#') {
    file.getline(doc, BUF_SIZE);//至少讀取BUF_SIZE個字符到doc裏面
    file >> c;
  }
  file.putback(c);//把c重新放回輸入流，可以被再次讀取
  
  file.width(BUF_SIZE);//輸入BUF_SIZE-1個字符
  file >> buf;
  file.ignore();//默認參數爲cin.ignore(1,EOF),即把EOF前的1個字符清掉,沒有遇到EOF就清掉一個字符然後結束
}

image<uchar> *loadPGM(const char *name) {
  char buf[BUF_SIZE];
  
  // read header
  std::ifstream file(name, std::ios::in | std::ios::binary);
  pnm_read(file, buf);
  if (strncmp(buf, "P5", 2)) {
  //str1與str2的前n個字符相同，則返回0；若s1大於s2，則返回大於0的值；若s1 小於s2，則返回小於0的值。
    std::cout << "ERROR: Could not read file " << name << std::endl;
    throw pnm_error();
  }

  pnm_read(file, buf);
  int width = atoi(buf);
  pnm_read(file, buf);
  int height = atoi(buf);

  pnm_read(file, buf);
  if (atoi(buf) > UCHAR_MAX) {//無符號char型所能表示的最大整數
    std::cout << "ERROR: Could not read file " << name << std::endl;
    throw pnm_error();
  }

  // read data
  image<uchar> *im = new image<uchar>(width, height);
  file.read((char *)imPtr(im, 0, 0), width * height * sizeof(uchar));

  return im;
}

void savePGM(image<uchar> *im, const char *name) {
  int width = im->width();
  int height = im->height();
  std::ofstream file(name, std::ios::out | std::ios::binary);

  file << "P5\n" << width << " " << height << "\n" << UCHAR_MAX << "\n";
  file.write((char *)imPtr(im, 0, 0), width * height * sizeof(uchar));
}

#endif