矩阵类中使用 [][] 的常量双索引答案

【问题标题】：Const Double Indexing with [][] in Matrix Class矩阵类中使用 [][] 的常量双索引
【发布时间】：2018-04-13 18:06:52
【问题描述】：

以下代码包含一个简单的 Matrix 类示例，使用“代理”Row 类启用双索引 [][]。

#include <valarray>
#include <iostream>

template <typename T>
class Matrix {

private:

  // Data members
  int nRows_;
  int nColumns_;
  std::valarray<T> data_;

public:

  // Constructor
  Matrix(const int nRows,
         const int nColumns)
    : nRows_{nRows},
      nColumns_{nColumns},
      data_{std::valarray<T>(nRows*nColumns)} {}

  // Row friend class to enable double indexing
  class Row {   
    friend class Matrix;

  private:

    // Constructor
    Row(Matrix& parent,
        int row)
      : parent_{parent},
        row_{row} {}

    // Data members
    Matrix& parent_;
    int row_;

  public:

    // Index columns
    T& operator[](int column) {
      int nColumns{parent_.nColumns_};
      int element{row_*nColumns + column};
      return parent_.data_[element];
    }
  };

  // Index rows
  Row operator[](int row) {
    return Row(*this, row);
  }
};

但是，这不允许 const 矩阵的双重索引。例如，下面的代码在包含最后一行时编译失败。

int main() {

  Matrix<int> a{3,3};
  const Matrix<int> b{3,3};
  std::cout << a[1][2];
  std::cout << b[1][2];
}

所以问题是，如何修改我的 Matrix 类以允许对 const Matrix 对象进行双重索引？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 matrix operator-overloading

【解决方案1】：

由于b 是const 矩阵，您需要添加索引运算符的const 版本。

Row operator[](int row) const { ... }

这将需要对Row 类（或第二个代理类）进行额外更改，以处理operator[] 的const Matrix & 和const 重载。

【讨论】：

所以我尝试对Row operator[](int row) const { ... } 和const T& operator[](int column) const { ... } 进行更改，但它仍然无法编译。我真的不明白为什么这不起作用，因此我认为我对为什么事情需要/不需要是 const 缺乏逻辑理解......
还有const Matrix& parent_;。所以总共有四个额外的常量。我现在也忽略了非常量版本。
@Watw 你真的不需要非常量版本，除非你的操作是为了改变你的类的字段

【解决方案2】：

我认为我对为什么事情需要/不需要是 const 缺乏逻辑理解

这取决于您是否可以修改参数。一般来说operator[] 不应该改变对象（除非它改变了，但是……呃），它应该返回对对象资源的引用。多田！您的实现不允许这样做，因为 valarray 是 const 然后。您不能将 const 矩阵引用分配给

 Matrix& parent_;

结果

 Row(const Matrix& parent, int row)

为什么要存储 Matrix 本身...我已经存储了 valarray 的引用。

实际上我会放弃容器并在堆中创建自己的透明数组。这样，Row 将引用数组的一部分和行的长度，开销几乎为零。

【讨论】：