lib_math/labo01/DenseStorage.h

#pragma once

/**
 * @file DenseStorage.h
 *
 * @brief Stockage dense pour des données à taille fixe ou dynamique.
 *
 * Nom: William Nolin
 * Code permanent : NOLW76060101
 * Email : william.nolin.1@ens.etsmtl.ca
 *
 */

#include <cstring>
#include <cassert>

namespace gti320 {
    enum SizeType {
        Dynamic = -1
    };

    /**
     * Stockage à taille fixe.
     *
     * Le nombre de données à stocker est connu au moment de la compilation.
     * Ce nombre est donné par le paramètre de patron : _Size
     *
     * Un tampon (tableau) de taille `_Size_` est alloué sur la pile d'exécution.
     */
    template<typename _Scalar, int _Size>
    class DenseStorage {
    private:

        _Scalar m_data[_Size];

    public:

        /**
         * Constructeur par défaut
         */
        DenseStorage() {}

        /**
         * Constructeur de copie
         */
        DenseStorage(const DenseStorage &other) {
            memcpy(m_data, other.m_data, sizeof(m_data));
        }

        /**
         * Constructeur avec taille spécifiée
         *
         * (doit être la même que la taille spécifiée dans le patron)
         */
        explicit DenseStorage(int _size) {
        }

        /**
         * Constructor avec taille (_size) et données initiales (_data).
         */
        explicit DenseStorage(const _Scalar *_data, int _size) {
            assert(_size >= 0 && _size == _Size);
            memcpy(m_data, _data, sizeof(_Scalar) * _size);
        }

        /**
         * Opérateur de copie
         */
        DenseStorage &operator=(const DenseStorage &other) {
            if (this != &other) {
                assert(other.size() == _Size);
                memcpy(m_data, other.m_data, sizeof(m_data));
            }
            return *this;
        }

        static int size() { return _Size; }

        /**
         * Redimensionne le stockage pour qu'il contienne `size` élément.
         */
        void resize(int size) {
            // Ne rien faire. Invalide pour les matrices à taille fixe.
        }

        /**
         * Mets tous les éléments à zéro.
         */
        void setZero() {
            memset(m_data, 0, sizeof(_Scalar) * _Size);
        }

        /**
         * Accès au tampon de données (en lecteur seulement)
         */
        const _Scalar *data() const {
            return &m_data[0];
        }

        /**
         * Accès au tampon de données (pour lecture et écriture)
         */
        _Scalar *data() {
            return &m_data[0];
        }
    };


    /**
     * Stockage à taille dynamique.
     *
     * Le nombre de données à stocker est déterminé à l'exécution.
     * Un tampon de la taille demandée doit être alloué sur le tas via
     * l'opérateur `new []` et la mémoire doit être libérée avec `delete[]`
     */
    template<typename _Scalar>
    class DenseStorage<_Scalar, Dynamic> {
    private:
        _Scalar *m_data;
        int m_size;

    public:

        /**
         * Constructeur par défaut
         */
        DenseStorage() : m_data(nullptr), m_size(0) {}

        /**
         * Constructeur avec taille spécifiée
         */
        explicit DenseStorage(int _size) : m_data(new _Scalar[_size]), m_size(_size) {
            setZero();
        }

        /**
         * Constructeur de copie
         */
        DenseStorage(const DenseStorage &other)
                : m_data(new _Scalar[m_size]), m_size(other.m_size) {
            memcpy(m_data, other.m_data, m_size * sizeof(_Scalar));
        }

        /**
         * Opérateur de copie
         */
        DenseStorage &operator=(const DenseStorage &other) {
            if (m_size != other.size()) {
                resize(other.size());
            }

            m_size = other.m_size;
            memcpy(m_data, other.m_data, m_size * sizeof(_Scalar));
            return *this;
        }

        /**
         * Destructeur
         */
        ~DenseStorage() {
            delete[] m_data;
        }

        /**
         * Retourne la taille du tampon
         */
        inline int size() const { return m_size; }

        /**
         * Redimensionne le tampon alloué pour le stockage.
         * La mémoire qui n'est plus utilisée doit être libérée.
         *
         * Note :​ Toutes opérations de redimensionnement entraînent une réallocation de mémoire.
         * Il n’est pas pertinent de copier les données car le résultat serait de toute façon incohérent.
         */
        void resize(int _size) {
            auto *data = new _Scalar[_size];

            delete[] m_data;
            m_data = data;
            m_size = _size;

            setZero();
        }

        /**
         * Met tous les éléments à zéro.
         */
        void setZero() {
            memset(m_data, 0, m_size * sizeof(_Scalar));
        }

        /**
         * Accès au tampon de données (en lecteur seulement)
         */
        const _Scalar *data() const { return m_data; }

        /**
         * Accès au tampon de données (pour lecture et écriture)
         */
        _Scalar *data() { return m_data; }
    };

}