如何為多維矢量重載下標運算符？

Question

這是我當前的Matrix類：

template<class T>
class Matrix
{
    public:
        Matrix() { }
        Matrix(int z, int x, int y) 
        { 
            matrix.resize(z); 
            for (unsigned int i = 0; i < matrix.size(); i++)
                matrix[i].resize(x);

            for (unsigned int i = 0; i < matrix.size(); i++)
            {
                for (unsigned int j = 0; j < matrix[i].size(); j++)
                    matrix[i][j].resize(y);
            }
            Fill(0);
        }

        int dim1() { return matrix.size(); }
        int dim2() { return matrix[0].size(); }
        int dim3() { return matrix[0][0].size(); }

        void Fill(int n);
        bool Set(int z, int x, int y, T value);

        class Row
        {
            std::vector<std::vector<T>> m_row;
            public:
                Row(std::vector<std::vector<T>> row) : m_row(row) { }
                class Column
                {
                    std::vector<T> m_column;
                    public:
                        Column(std::vector<T> column) : m_column(column) { }
                        T& operator [] (int index) { return this->m_column[index]; }
                };
                Column operator [] (int index) { return Column(m_row[index]); }
        };

        Row operator [] (int index) { return Row(matrix[index]); }

    private:
        std::vector<std::vector<std::vector<T>>> matrix;
};

template<class T>
void Matrix<T>::Fill(int n)
{
    for (unsigned int i = 0; i < matrix.size(); i++)
        for (unsigned int j = 0; j < matrix[0].size(); j++)
            for (unsigned int k = 0; k < matrix[0][0].size(); k++)
                matrix[i][j][k] = n;
}

template<class T>
bool Matrix<T>::Set(int z, int x, int y, T value)
{
    if (z < matrix.size() && x < matrix[0].size() && y < matrix[0][0].size())
    {
        matrix[z][x][y] = value;
        return true;
    }
    else
        return false;
}

一切正常，除了下面的代碼中注釋掉的一行

Matrix<int> m(3, 10, 20);

m.Set(2, 4, 10, 42);

// m[2][4][10] = 42;

std::cout << "base layer:  " << m.dim1() << std::endl;
std::cout << "layer x:    " << m.dim2() << std::endl;
std::cout << "layer y:    " << m.dim3() << std::endl;
std::cout << "\nm[2][4][10] = " << m[2][4][10] << std::endl;

當我執行“ m [2] [4] [10] = 42”而不是“ Set（x，x，x，x）”函數時，“ cout << m [2] [4] [10] ”返回0而不是42。對我來說這沒有意義，我真的很想使用下標設置值。

編輯 ：我更改了問題標題，使它更有意義。

Answer 1

 operator [] (int index) { return ; }

這里的返回類型指定一個返回按值的函數。 因此，將返回matrix[index]的副本，並且對返回值執行的任何后續操作只會影響副本，而不會影響原始對象。

解決方案總是返回一個左值引用。 但這仍然無濟於事，因為您如何返回索引。 Row(...)構造一個Row的臨時實例，該實例與您應返回的Row對象是分開的-實際上是它的副本。 無需使用此語法，直接使用return：

 operator [] (int index) { return ; }

請注意，這不僅適用於此函數，還適用於返回Column函數。

Answer 2

我今天再次查看了我的代碼，意識到我所需要的只是雙向引用。 因此，我將“行”和“列”變量更改為引用，對其進行了測試並正常工作。

class Row
{
    std::vector<std::vector<T>>& m_row;
    public:
        Row(std::vector<std::vector<T>>& row) : m_row(row) { }
        class Column
        {
            std::vector<T>& m_column;
            public:
                Column(std::vector<T>& column) : m_column(column) { }
                T& operator [] (int index) { return this->m_column[index]; }
        };
        Column operator [] (int index) { return Column(m_row[index]); }
};

Row operator [] (int index) { return Row(matrix[index]); }

我不想使用指針來避免內存溢出，這是我最初的解決方案，可能是一個糟糕的解決方案。 我認為這應該是一個很好的下標重載。