在c ++中重載[] []運算符

Question

我正在用c ++編寫矩陣3x3類。

glm :: mat3通過[][] operator語法提供對矩陣數據的訪問。
例如myMatrix[0][0] = 1.0f; 將第一行，第一列輸入設置為1.0f 。

我想提供類似的訪問權限。 如何重載[][] operator ？

我嘗試了以下內容，但是我收到了錯誤：

必須將運算符名稱聲明為函數

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;
}

重載此運算符的正確方法是什么？

Answer 1

沒有operator [][] ，所以你需要重載[]運算符兩次：一次在矩陣上，為行返回一個代理對象，為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]你只是說matrix(i,j) 。

Answer 3

通常，對於多個參數，您要使用operator() ，而不是operator[] 。

嗯，如果不是很明顯，C ++中沒有operator[][] 。 這只是operator[]應用了兩次。 這意味着如果你想要那個符號，那么你必須讓第一個返回第二個可以應用的結果（可索引的東西或代理）。

下面的代碼草擬了一些方法，選擇你喜歡的：

#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，我在發布代碼后發現我還沒有完全隱藏Mat5的內部存儲：它需要額外的代理級別，如Mat4 。 所以這種方法非常復雜。 我不會這樣做（我認為Mat1很好很容易），但有些人認為代理很酷，數據隱藏得更酷......

總結一下，沒有“正確”的方法來重載operator[] 。 有很多方法（如上面的代碼所示），每種方式都有一些權衡。 通常你最好使用operator() ，因為與operator[]相反，它可以使用任意數量的參數。

Answer 4

沒有[][]運算符。 GLM的方式是從第一個[]返回vec3& 。 vec3有自己的[]運算符重載。 所以它是兩個單獨的類上的兩個獨立的operator[] 。

這也是GLSL的工作原理。 第一個[]將列作為向量。 第二個采用向量並從中獲取值。

Answer 5

表達式foo[1][2]實際上被解釋為(foo[1])[2] ，即[]運算符從變量foo開始連續應用兩次。 沒有[][]運算符被重載。