重載索引操作符來模擬POD多維數組？

我有一個現有的類，它是通過以下方式構成：重載索引操作符來模擬POD多維數組？

class Matrix 
{ 
public: 
    float Data[4][4]; 
    // ... methods 
};

，隨後在下面的使用方式：

Matrix m; 
m.Data[0][0] = 1.0f; 
float local = m.Data[0][0]; 
//...

我想用一個重載的索引來代替Data成員運算符，所以我可以對使用的索引執行範圍檢查。儘管我可以更改Matrix類本身及其成員函數的實現，但我無法修改其在現有代碼中的用法，因此任何解決方案都要求使用語法保持相同。也希望解決方案不會改變sizeof(Matrix)。有沒有辦法做到這一點？

來源

2015-07-02 MuertoExcobito

您需要幾個間接級別，每個類只能爲一個索引操作符重載。 –

是的，我知道 - 但是，因爲已知它是2D數組，Matrix的索引操作符可能會返回某種接口，這也可能會覆蓋其索引操作符？ ......如果事實上有可能，不確定它將如何構建。 – MuertoExcobito

順便說一句，你想如何實際存儲數據？如果每行在內存中仍然是連續的，那麼你可以重載一個'operator []'來返回'float *'---行開始的地址---和第二個'[]'將被自動處理。 – Petr

另一種方法是定義一個代理類與語義的載體

class Matrix 
{ 
public: 
    struct SubMatrix 
    { 
     class Vector 
     { 
     public: 
      Vector(float *data) : Data(data) {} 
      float &operator[](int index) { return Data[index]; } 
     private: 
      float *Data; 
     }; 
     Vector operator[](int index) 
     { 
      return Vector(Data[index]); 
     } 
     float Data[4][4]; 
    }; 
    SubMatrix Data; 
    // ... methods 
};

然後你就可以使用這種方式：

Matrix m; 
float f = m.Data[1][2];

來源

2015-07-02 14:26:53 marom

與其他答案一樣，這需要更改語法 - m [1] [2]'而不是'm.Data [1] [2]'。 – MuertoExcobito

更改語法有什麼問題？ – celticminstrel

@MuertoExcobito這樣你可以保持語法 – marom

通常對於這類事情，您需要使用代理類來處理第二個索引操作符。它看起來像這樣，然後進入Matrix課程的private部分。我將忽略邊界檢查（你自己應該不難添加）。

class Proxy { 
    Matrix& ref; 
    size_t i; 
public: 
    Proxy(Matrix& on, size_t i) : ref(on), i(i) {} 
    float operator[] (size_t j) { 
     return ref.Data[i][j]; 
    } 
};

然後，只需有你Matrix::operator[]返回這個類的一個實例：

Proxy operator[] (size_t i) { 
    return Proxy(*this, i); 
}

需要注意的是，如果你想讓一個const過載（即您要使用的索引操作上const Matrix對象），你需要一個單獨的ConstProxy類，它有const Matrix& ref而不是Matrix& ref，但是在其他方面是相同的。

還有對數組返回引用的選項。（注：作爲一個評論指出，這沒有太大的幫助與約束檢查，但我認爲這是有趣的，所以我會離開這裏。）

float (&operator[](size_t i))[4] { 
    return Data[i]; 
}

該語法是相當神祕，我相信它在Visual Studio 2013中不起作用，但是你可以用typedef使它更清潔一些。

using Proxy = float[4]; 
Proxy& operator[](size_t i) { 
    return Data[i]; 
}

還有一個選擇，如果你不介意放棄方括號索引。你可以重載函數調用操作是這樣的：

float operator()(size_t i, size_t j) { 
    return Data[i][j]; 
}

來源

2015-07-02 14:24:00 celticminstrel

對於第二種語法，爲什麼不只是返回'float *'？無論如何，這無助於檢查。 – Petr

通過返回一個數組引用，數組的大小被記住。這意味着您可以執行類似'for（float n：my_matrix [i]）'的操作。如果你返回'float *'，大小會丟失。 – celticminstrel

另外，使用引用可以更好地推廣到更高維的數組。 – celticminstrel

重載索引操作符來模擬POD多維數組？

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