如何为模板函数重载 []答案

【问题标题】：How to overload [] for a templated function如何为模板函数重载 []
【发布时间】：2021-02-16 09:12:56
【问题描述】：

我的任务是通过实现具有各种功能的数组类来改进 C 数组。我正在尝试重载“[]”，但遇到了问题。

template<typename T>
class SA{
private:
  T* pT;
//other vars...

public: 
//other initialization functions...
int& operator [](int offset);
};

template<typename T>
int& SA<T>::operator [](int offset){
  if (offset < lIdx || offset > hIdx){
    std::cout << "invalid index:" << std::endl;
  }

  return pT[offset];
}

int main(){
  SA<float> thing1(15);
  thing1[5] = 5;
  return 0;

当我使用这个重载函数时，我遇到了这个错误：

错误：无法将“int&”类型的非常量左值引用绑定到 “int”类型的右值

但是，如果我理解正确，如果删除“&”，则无法使用“=”重新分配该索引的值。如果我这样做，编译器也会抛出这个错误：

错误：需要左值作为赋值的左操作数

我应该在这里做什么？

【问题讨论】：

返回类型不应该是T&而不是int&吗？
数组的类型为float，但您的operator[] 正试图返回int&
当您将此模板类用于const int 值类型时，问题出在返回类型上。尝试为此添加另一个重载
如果偏移量不在范围内，抛出异常std::out_of_range而不是让程序崩溃
@Wander3r：不，崩溃非常合理。投掷变体应该命名为at()，就像std::vector::at 和std::array::at。数组类是非常原始的构建块，添加无法访问的异常代码会减慢很多代码。

标签： c++ templates overloading

【解决方案1】：

函数的返回类型应该是T&，而不是int&：

T& operator [](int offset);

还要注意，虽然检查以确保索引在范围内是件好事，但实际上您并没有对此做任何事情。一种解决方案是抛出异常：

#include <stdexcept>

template <typename T>
T& SA<T>::operator[](int offset) {
  if (offset < lIdx || offset > hIdx)
    throw std::out_of_range{"Array index out of range"};
  return pT[offset];
}

如果您真的想与 STL 容器保持一致，请取消选中 operator[]，并添加调试时检查，例如：

#include <cassert>

template <typename T>
T& SA<T>::operator[](int offset) noexcept { // note noexcept
  assert(offset < lIdx || offset > hIdx);
  return pT[offset];
}

添加这个运算符的 const-overload 也很好：

const T& operator [](int offset) const noexcept;

【讨论】：

谢谢！这就是问题所在。这个断言也是一个非常酷的补充！

【解决方案2】：

首先你应该根据你的值类型调整返回类型：

template<typename T>
T& SA<T>::operator [](int offset){
  if (offset < lIdx || offset > hIdx){
    std::cout << "invalid index:" << std::endl;
  }

  return pT[offset];
}

如果你希望它也可以在常量模式下工作，请添加以下重载：

template<typename T>
const T& SA<T>::operator [](int offset)const{
  if (offset < lIdx || offset > hIdx){
    std::cout << "invalid index:" << std::endl;
  }

  return pT[offset];
}

【讨论】：