在c ++中重载[] []运算符

Question

我正在用c ++编写矩阵3x3类。

glm :: mat3通过[][] operator语法提供对矩阵数据的访问。
例如myMatrix[0][0] = 1.0f; 将第一行，第一列输入设置为1.0f 。

我想提供类似的访问权限。 如何重载[][] operator ？

我尝试了以下内容，但是我收到了错误：

必须将运算符名称声明为函数

const real operator[][](int row, int col) const
{
    // should really throw an exception for out of bounds indices
    return ((row >= 0 && row <= 2) && (col >= 0 && col <= 2)) ? _data[row][col] : 0.0f;
}

重载此运算符的正确方法是什么？

Answer 1

没有operator [][] ，所以你需要重载[]运算符两次：一次在矩阵上，为行返回一个代理对象，为返回的代理行返回一次：

// Matrix's operator[]
const row_proxy operator[](int row) const
{
    return row_proxy(this, row);
}
// Proxy's operator[]
const real operator[](int col) const
{
    // Proxy stores a pointer to matrix and the row passed into the first [] operator
    return ((this->row >= 0 && this->row <= 2) && (col >= 0 && col <= 2)) ? this->matrix->_data[this->row][col] : 0.0f;
}

Answer 2

使方法double operator() (int row, int col) const更容易。 而不是matrix[i][j]你只是说matrix(i,j) 。

Answer 3

通常，对于多个参数，您要使用operator() ，而不是operator[] 。

嗯，如果不是很明显，C ++中没有operator[][] 。 这只是operator[]应用了两次。 这意味着如果你想要那个符号，那么你必须让第一个返回第二个可以应用的结果（可索引的东西或代理）。

下面的代码草拟了一些方法，选择你喜欢的：

#include <iostream>
#include <vector>

template< int n >
int& dummy() { static int elem = n; return elem; }

struct Mat1
{
    int operator() ( int const x, int const y ) const
    { return dummy<1>(); }

    int& operator() ( int const x, int const y )
    { return dummy<1>(); }

    Mat1( int, int ) {}
};

struct Mat2
{
    int at( int const x, int const y ) const
    { return dummy<2>(); }

    int& at( int const x, int const y )
    { return dummy<2>(); }

    Mat2( int, int ) {}
};

struct Mat3
{
    struct At { At( int x, int y ) {} };

    int operator[]( At const i ) const
    { return dummy<3>(); }

    int& operator[]( At const i )
    { return dummy<3>(); }

    Mat3( int, int ) {}
};

class Mat4
{
protected:
    int get( int const x, int const y ) const
    { return dummy<4>(); }

    void set( int const x, int const y, int const v ) {}

    class AssignmentProxy
    {
    private:
        Mat4*   pMat_;
        int     x_;
        int     y_;
    public:
        void operator=( int const v ) const
        { pMat_->set( x_, y_, v ); }

        int value() const { return pMat_->get( x_, y_ ); }
        operator int () const { return value(); }

        AssignmentProxy( Mat4& mat, int const x, int const y )
            : pMat_( &mat ), x_( x ), y_( y )
        {}
    };

public:
    int operator()( int const x, int const y ) const
    { return get( x, y ); }

    AssignmentProxy operator()( int const x, int const y )
    { return AssignmentProxy( *this, x, y ); }

    Mat4( int, int ) {}
};

class Mat5
{
protected:
    int at( int const x, int const y ) const
    { return dummy<4>(); }

    int& at( int const x, int const y )
    { return dummy<5>(); }

    class RowReadAccess
    {
    private:
        Mat5 const* pMat_;
        int         y_;

    public:
        int operator[]( int const x ) const
        {
            return pMat_->at( x, y_ );
        }

        RowReadAccess( Mat5 const& m, int const y )
            : pMat_( &m ), y_( y )
        {}
    };

    class RowRWAccess
    {
    private:
        Mat5*   pMat_;
        int     y_;

    public:
        int operator[]( int const x ) const
        {
            return pMat_->at( x, y_ );
        }

        int& operator[]( int const x )
        {
            return pMat_->at( x, y_ );
        }

        RowRWAccess( Mat5& m, int const y )
            : pMat_( &m ), y_( y )
        {}
    };

public:
    RowReadAccess operator[]( int const y ) const
    { return RowReadAccess( *this, y ); }

    RowRWAccess operator[]( int const y )
    { return RowRWAccess( *this, y ); }

    Mat5( int, int ) {}
};

struct Mat6
{
private:
    std::vector<int>    elems_;
    int                 width_;
    int                 height_;

    int indexFor( int const x, int const y ) const
    {
        return y*width_ + x;
    }

public:
    int const* operator[]( int const y ) const
    {
        return &elems_[indexFor( 0, y )];
    }

    int* operator[]( int const y )
    {
        return &elems_[indexFor( 0, y )];
    }

    Mat6( int const w, int const h )
        : elems_( w*h, 6 ), width_( w ), height_( h )
    {}
};

int main()
{
    using namespace std;
    enum{ w = 1024, h = 1024 };
    typedef Mat3::At At;

    Mat1 m1( w, h );
    Mat2 m2( w, h );
    Mat3 m3( w, h );
    Mat4 m4( w, h );
    Mat5 m5( w, h );
    Mat6 m6( w, h );

    wcout
        << m1( 100, 200 )       // No fuss simple, but exposes element ref.
        << m2.at( 100, 200 )    // For those who don't like operators.
        << m3[At( 100, 200)]    // If you really want square brackets mnemonic.
        << m4( 100, 200 )       // Hides element ref by using assignment proxy.
        << m5[200][100]         // Ditto but with square brackets (more complex).
        << m6[200][100]         // The minimum fuss square brackets, exposes elem ref.
        << endl;
}

哦，我在发布代码后发现我还没有完全隐藏Mat5的内部存储：它需要额外的代理级别，如Mat4 。 所以这种方法非常复杂。 我不会这样做（我认为Mat1很好很容易），但有些人认为代理很酷，数据隐藏得更酷......

总结一下，没有“正确”的方法来重载operator[] 。 有很多方法（如上面的代码所示），每种方式都有一些权衡。 通常你最好使用operator() ，因为与operator[]相反，它可以使用任意数量的参数。

Answer 4

没有[][]运算符。 GLM的方式是从第一个[]返回vec3& 。 vec3有自己的[]运算符重载。 所以它是两个单独的类上的两个独立的operator[] 。

这也是GLSL的工作原理。 第一个[]将列作为向量。 第二个采用向量并从中获取值。

Answer 5

表达式foo[1][2]实际上被解释为(foo[1])[2] ，即[]运算符从变量foo开始连续应用两次。 没有[][]运算符被重载。