从指针访问 [] 运算符答案

【问题标题】：Accessing the [] operator from a pointer从指针访问 [] 运算符
【发布时间】：2012-01-19 14:22:16
【问题描述】：

如果我定义一个指向定义[] 运算符的对象的指针，是否有直接的方法可以从指针访问该运算符？

例如，在下面的代码中我可以使用指针的-> 运算符直接访问Vec 的成员函数（如empty()），但是如果我想访问[] 运算符我需要首先获取对象的引用，然后调用操作符。

#include <vector>

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::vector<int> Vec(1,1);
    std::vector<int>* VecPtr = &Vec;

if(!VecPtr->empty())      // this is fine
    return (*VecPtr)[0]; // is there some sort of ->[] operator I could use?

return 0;
}

我很可能错了，但看起来(*VecPtr).empty() 的效率低于VecPtr->empty()。这就是为什么我一直在寻找 (*VecPtr)[] 的替代品。

【问题讨论】：

为什么要避开(*VecPtr)[0]？
@Rob 编辑是有原因的。我的假设可能是错误的，但这就是我问的原因。
(*VecPtr).empty() 和 VecPtr->empty() 是完全一样的东西（除非 VecPtr 是重载 operator* 和 operator-> 具有冲突含义的东西。
如果VecPtr 是指针类型，那么(*VecPtr).XXX 根据定义等同于VecPtr->XXX。没有效率损失。如果VecPtr 是实现operator* 和operator[] 的非指针类型，那么您必须检查它们以查看哪个更有效（它们可能相同）。
这个问题是如何获得投票的？它基于最不知情和研究不足的前提之一，对其他人几乎没有价值。

标签： c++ pointers operators

【解决方案1】：

您可以执行以下任何操作：

#include <vector>

int main () {
  std::vector<int> v(1,1);
  std::vector<int>* p = &v;

  p->operator[](0);
  (*p)[0];
  p[0][0];
}

顺便说一句，在 std::vector 的特殊情况下，您也可以选择：p->at(0)，尽管它的含义略有不同。

【讨论】：

最后一个很有趣，你能解释一下引擎盖下发生了什么吗？第一个 [0] 是指指针指向的“第一个元素”吗？类似于向量引用是指向数组开头的指针？
@ThekoLekena 确切地说，对于指向完整类型 T 的指针，[] 运算符被定义为访问数组的第 i 个元素（通过计算 sizeof(T) * i）。当然，因为在这种情况下，我们有一个指向 one 向量的指针，所以除了 [0] 之外的任何东西都是未定义的行为。编辑：不过我不会选择最后一个，因为我觉得它不太惯用。
@ancientchild 同意，最后一个不应该作为常规做法。

【解决方案2】：

return VecPtr->operator[](0);

...会成功的。但实际上，(*VecPtr)[0] 表单看起来更好，不是吗？

【讨论】：

【解决方案3】：

(*VecPtr)[0] 完全可以，但如果你愿意，可以使用at 函数：

VecPtr->at(0);

请记住，如果索引不在范围内，这（与 operator[] 不同）将引发 std::out_of_range 异常。

【讨论】：

【解决方案4】：

还有另一种方式，你可以使用对对象的引用：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    vector<int> v = {7};
    vector<int> *p = &v;

    // Reference to the vector
    vector<int> &r = *p;
    cout << (*p)[0] << '\n'; // Prints 7
    cout <<    r[0] << '\n'; // Prints 7

    return 0;
}

这样，r 与v 相同，您可以将所有出现的(*p) 替换为r。

警告：这仅在您不会修改指针（即更改它指向的对象）时才有效。

考虑以下几点：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    vector<int> v = {7};
    vector<int> *p = &v;

    // Reference to the vector
    vector<int> &r = *p;
    cout << (*p)[0] << '\n'; // Prints 7
    cout <<    r[0] << '\n'; // Prints 7

    // Caveat: When you change p, r is still the old *p (i.e. v)
    vector<int> u = {3};
    p = &u; // Doesn't change who r references
    //r = u; // Wrong, see below why
    cout << (*p)[0] << '\n'; // Prints 3
    cout <<    r[0] << '\n'; // Prints 7

    return 0;
}

r = u; 是错误的，因为您不能更改引用：这将修改r 引用的向量 (v) 而不是引用另一个向量 (u)。所以，同样，这只有在指针在仍然使用引用时不会改变的情况下才有效。

示例只需要 C++11 因为vector<int> ... = {...};

【讨论】：

r = u; 很好，它将在两个向量之间进行分配；这与p无关
这就是我所说的“错误”。引用我自己的话，“你可以用r替换所有出现的(*p)”，但是“这只有在你不修改指针的情况下才有效”，因为没有办法改变r，因为你会改变值的*p。 r = u; “将修改 r 引用的向量，而不是引用另一个向量”——它不会产生预期的效果。
r = u; 无论你以后是否修改指针都会有同样的效果
是的，但我不明白你为什么这么说。同样，“错误”是指它不会像p = ... 那样做。我说的是用r 替换所有出现的*p。但是如果你的代码中有p = ...，那么用r = ... 替换p = ... 是错误的。

【解决方案5】：

您可以将其用作VecPrt->operator [] ( 0 )，但我不确定您是否会觉得它不那么晦涩。

【讨论】：

【解决方案6】：

值得注意的是，在 C++11 中，std::vector 有一个成员函数 'data'，它返回一个指向底层数组的指针（包括 const 和非 const 版本），允许您编写以下内容：

VecPtr->data()[0];

这可能是

VecPtr->at(0);

这会产生很小的运行时开销，但更重要的是，它的使用意味着您在调用它之前没有检查索引的有效性，这在您的特定示例中是不正确的。

更多详情请见std::vector::data。

【讨论】：

【解决方案7】：

由于范围检查，人们建议您使用->at(0)。但这是我的建议（有其他观点）：

切勿使用->at(0)！它真的很慢。你会因为懒得不自己检查范围而牺牲性能吗？如果是这样，您不应该使用 C++ 编程。

我认为(*VecPtr)[0] 可以。

【讨论】：

为什么 at(0) 很慢？