使用迭代器修改二維向量

Question

我有一個使用vector庫的二維矩陣。 而且我想更方便地迭代Matrix ，所以我創建了一個MatrixIterator class。

矩陣.cpp

#include <vector>

template <class T>
class MatrixIterator;

template <class T>
class Matrix
{
    friend class MatrixIterator<T>;

private:
public:
    std::vector<std::vector<T>> m;
    unsigned rows_;
    unsigned cols_;

    Matrix<T>(unsigned rows, unsigned cols);

    MatrixIterator<T> iterator() const
    {
        return {*this};
    }

    MatrixIterator<T> begin() const
    {
        return {*this};
    }

    MatrixIterator<T> end() const
    {
        return {*this, rows_, 0};
    }
}


template <class T>
class MatrixIterator
{
private:
    Matrix<T> matrix_;
    unsigned row_;
    unsigned col_;

public:
    MatrixIterator<T>(Matrix<T> m) : matrix_(m), row_(0), col_(0) {};
    MatrixIterator<T>(Matrix<T> m, unsigned row, unsigned col) : matrix_(m), row_(row), col_(col) {};

    MatrixIterator<T> begin() const
    {
        return {matrix_};
    }

    MatrixIterator<T> end() const
    {
        return {matrix_, matrix_.rows_, 0};
    }

    void inc()
    {
        if(++col_ >= matrix_.cols_)
        {
            row_++;
            col_ = 0;
        }
    }

    MatrixIterator<T>& operator++()
    {
        inc();
        return *this;
    }

    MatrixIterator<T> operator++(int)
    {
        inc();
        return *this;
    }

    bool operator!=(const MatrixIterator<T> &rhs) const
    {
        return (row_ != rhs.row_) || (col_ != rhs.col_);
    }

    T& operator*()
    {
        return matrix_.m[row_][col_];
    }
};


template <class T>
Matrix<T>::Matrix(unsigned rows, unsigned cols)
    : rows_(rows), cols_(cols)
{

    m.resize(cols);
    for (unsigned i = 0; i < cols; i++)
    {
        m[i].resize(rows);
        fill(m[i].begin(), m[i].end(), T());
    }
}

在下面的代碼中，當我嘗試使用迭代器操作值時，它不會更改值。 我嘗試將值作為來自operator*的指針返回，但它也不起作用。 我沒有看到任何錯誤。 出了什么問題，我該如何解決？

主文件

#include "Matrix.cpp"
#include<iostream>
int main()
{
    Matrix<int> m = Matrix<int>{3,3};
    for(auto x: m.iterator())
        x = 10;
    for(auto x: m.iterator())
        std::cout << x << " ";
    // outputs 0 0 0 ~
}

用g++ main.cpp -std=c++20 -g -o main && main編譯

Answer 1

嘗試更改矩陣值時，您正在迭代values ，而不是 references。 相反，嘗試

for (auto& x : m.iterator())

Answer 2

您需要在迭代器 class 中存儲引用，而不是保存它的副本（迭代器只是數據的視圖）。

template <class T>
class MatrixIterator {
 private:
  Matrix<T>& matrix_;
  unsigned row_;
  unsigned col_;

 public:
  MatrixIterator<T>(Matrix<T>& m) : MatrixIterator<T>(m, 0, 0) {}
  MatrixIterator<T>(Matrix<T>& m, unsigned row, unsigned col)
      : matrix_(m), row_(row), col_(col) {}
};

而且您還需要為您的矩陣使用非常量begin和end ，非常量版本迭代器可用於更改基礎值。 function iterator()可以在此處刪除，因為在 c++ 代碼中並不常見。

  MatrixIterator<T> begin() const { return {*this}; }
  MatrixIterator<T> begin() { return {*this}; }

  MatrixIterator<T> end() const { return {*this, rows_, 0}; }
  MatrixIterator<T> end() { return {*this, rows_, 0}; }

要使用迭代器更改值，除了更改主 function 中的復制值之外，您還需要一個引用。 這里不需要顯式調用iterator ，編譯器會為你做。

int main() {
  Matrix<int> m = Matrix<int>{3, 3};
  for (auto& x : m) x = 10;
  for (auto x : m) std::cout << x << " ";
  return 0;
}

在線演示。