【发布时间】：2015-05-02 23:34:23
【问题描述】：
我声明我是 C 程序员而不是 C++ 程序员（使用 C++ 我是初学者：p）
我编写了一个 C++ 类来管理多维数组（n 维矩阵）。此类具有创建矩阵以及在矩阵中/从矩阵中设置和获取值的方法（也可以设置其中的位置）。
我有两个问题：
我希望使用类似于 m(x,y,z, ..., n) 的语法来设置/获取值，一些方法使用省略号例如：getValue(int dim0,... );但我认为这很危险；虽然在我编写的函数中，我假设传递的参数是相同数量的矩阵维度，但用户可能传递的值可能比必要的少，那么他不会有编译器错误或警告。
我希望能够在矩阵创建时管理矩阵单元格在运行时包含的数据类型（不使用联合并以某种方式声明类型）。在类代码中，我插入了一个 typedef（用于开发目的），它指示此类修改会/可能影响的点。
对于第一个问题，我没有比实施的更好的想法。你有什么建议吗？
为了解决第二个问题，我可能会考虑为 getValue()、setValue() 和 createMatrix() 方法创建重载，但这个想法需要一些变通方法，并且可能要完全重写每个方法，然后拥有更多副本的“相同”代码（我想避免这种情况，以便有更好的维护能力），而且这个解决方案并没有授权管理所有可能的类型。我正在考虑使用模板，但我不明白这种方式是否更好。你有什么建议吗？
这些是解决这两个问题的主要方法：
CPP 模块中的方法：
int Matrix::createMatrix(Matrix::value_t *values)
{
int retval=1;
if ( (m_values!=NULL || !numOfDim()) && valAreIntAlloc()==true ) {
return 0;
}
if (values!=NULL) {
m_values=values;
setValAreIntAlloc(false);
} else {
setValAreIntAlloc(true);
// Compute the number of elements for
// the whole matrix
for(int i=0;i<numOfDim();i++) {
retval*=numOfElemInDim(i);
if (!retval) {
//Indicate that a dimension has a 0 value
//as numOfElemInDim! The caller will be allowed
//to know the such a dimension using: -retval-1;
retval=-(i+1);
break;
}
}
if (retval>0) {
m_values=new value_t[retval];
if (m_values!=NULL)
retval=0;
}
}
//Returns:
//1 if values is an external allocated memory,
//0 if nothing has been allocated or the
//m_values is already set as internal!
//elsewhere the number of allocated elements.
return retval;
}
void Matrix::setPositions(int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
}
Matrix::value_t Matrix::getValue(int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
return getValue();
}
void Matrix::setValue(Matrix::value_t value, int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
setValue(value);
}
头文件内嵌方法：
inline value_t getValue() { return m_values[posInValueVector()]; }
inline void setValue(value_t value) { m_values[posInValueVector()]=value; }
setPosition()、setPositions()方法用于设置要管理的矩阵单元的坐标； posInValueVector() 方法使用坐标计算矩阵单元的向量内的索引（由方法 createMatrix 创建）。
代码如下：
main.cpp
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include "matrix.h"
using namespace std;
int main()
{
Matrix m(3);
m.setNumOfElemInDims(4,5,6);
m.createMatrix();
for(int i=0;i<m.numOfElemInDim(0);i++)
for(int j=0;j<m.numOfElemInDim(1);j++)
for(int k=0;k<m.numOfElemInDim(2);k++)
m.setValue(i*100+j*10+k,i,j,k); // matrix(i,j,k)=i*100+j*10+k
//printout the values of all matrix(i,j,k) cells
//I've used the printf because I find it very simple!
for(int i=0;i<m.numOfElemInDim(0);i++)
for(int j=0;j<m.numOfElemInDim(1);j++)
for(int k=0;k<m.numOfElemInDim(2);k++)
printf("(%d,%d,%d)=%03.0f\n",i,j,k,m.getValue(i,j,k));
}
矩阵.h
#ifndef MATRIX_H
#define MATRIX_H
class Matrix
{
public:
typedef double value_t;
Matrix();
Matrix(int numOfDim, int *nelem=NULL);
~Matrix();
inline unsigned int numOfDim() const {return m_numOfDim;}
int setNumOfDim(int numOfDim, int *nelem=NULL);
inline int numOfElemInDim(int dim) const
{return (dim<numOfDim())?m_numOfElemInDim[dim]:-1; }
int setNumOfElemInDim(int dim, int nelem);
int setNumOfElemInDims(int el0, ...);
int createMatrix(value_t *values);
inline int createMatrix() { return createMatrix(NULL); }
inline bool valAreIntAlloc() const {return m_valAreIntAlloc;}
inline void setValAreIntAlloc(bool valAreIntAlloc)
{m_valAreIntAlloc = valAreIntAlloc;}
inline int position(int dim) const {return m_positions[dim];}
inline void setPosition(int dim,int value)
{m_positions[dim] = value;}
inline void setPositions(int *positions)
{for(int i=0;i<numOfDim();i++) setPosition(i,positions[i]);}
void setPositions(int dim0, ...);
inline value_t getValue() { return m_values[posInValueVector()]; }
value_t getValue(int dim0, ...);
inline void setValue(value_t value) { m_values[posInValueVector()]=value; }
void setValue(value_t value, int dim0, ...);
private:
int m_numOfDim;
int * m_numOfElemInDim;
int * m_positions;
value_t * m_values;
bool m_valAreIntAlloc;
int posInValueVector();
};
#endif // MATRIX_H
矩阵.cpp
#include <iostream>
#include <cstdarg>
#include "matrix.h"
#define __INIT__(v)\
m_numOfDim(v),\
m_numOfElemInDim(NULL),\
m_positions(NULL),\
m_values(NULL),\
m_valAreIntAlloc(false)
Matrix::Matrix():
__INIT__(0)
{
}
Matrix::~Matrix()
{
if (m_numOfElemInDim!=NULL)
delete m_numOfElemInDim;
if (m_positions!=NULL)
delete m_positions;
if (valAreIntAlloc() && m_values!=NULL)
delete m_values;
}
Matrix::Matrix(int numOfDim, int *nelem):
__INIT__(numOfDim)
{
setNumOfDim(numOfDim,nelem);
}
int Matrix::setNumOfDim(int numOfDim, int *nelem)
{
int retval=0;
m_numOfDim = numOfDim;
m_numOfElemInDim = new int[numOfDim];
if (m_numOfElemInDim==NULL)
return 1;
m_positions = new int[numOfDim];
if (m_positions==NULL)
return 2;
for(int i=0;i<m_numOfDim;i++) {
if (setNumOfElemInDim(i,(nelem==NULL)?0:nelem[i])) {
retval=-1;
break;
}
setPosition(i,0);
}
return retval; //All ok!
}
int Matrix::setNumOfElemInDim(int dim,int nelem)
{
int retval=-1;
if (dim<numOfDim()) {
m_numOfElemInDim[dim] = nelem;
retval=0;
}
return retval;
}
int Matrix::setNumOfElemInDims(int el0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,el0);
setNumOfElemInDim(0,el0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setNumOfElemInDim(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
return 0;
}
int Matrix::createMatrix(Matrix::value_t *values)
{
int retval=1;
if ( (m_values!=NULL || !numOfDim()) && valAreIntAlloc()==true ) {
return 0;
}
if (values!=NULL) {
m_values=values;
setValAreIntAlloc(false);
} else {
setValAreIntAlloc(true);
// Compute the number of elements for
// the whole matrix
for(int i=0;i<numOfDim();i++) {
retval*=numOfElemInDim(i);
if (!retval) {
//Indicate that a dimension has a 0 value
//as numOfElemInDim! The caller will be allowed
//to know the such a dimension using: -retval-1;
retval=-(i+1);
break;
}
}
if (retval>0) {
m_values=new value_t[retval];
if (m_values!=NULL)
retval=0;
}
}
//Returns:
//1 if values is an external allocated memory,
//0 if nothing has been allocated or the
//m_values is already set as internal!
//elsewhere the number of allocated elements.
return retval;
}
void Matrix::setPositions(int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
}
Matrix::value_t Matrix::getValue(int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
return getValue();
}
void Matrix::setValue(Matrix::value_t value, int dim0, ...)
{
va_list vl;
va_start(vl,dim0);
setPosition(0,dim0);
for (int i=1;i<numOfDim();i++)
setPosition(i,va_arg(vl,int));
va_end(vl);
setValue(value);
}
int Matrix::posInValueVector()
{
int pos=position(0);
for(int i=1;i<numOfDim();i++)
pos=pos*numOfElemInDim(i)+position(i);
return pos;
}
【问题讨论】：
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也许通过使用Boost variant 或Boost any？
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在这段代码中我不使用 boost！我对boost没有很好的了解。你认为我可以用它来解决我指出的问题吗？
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你可以使用非类型模板参数来设置所需参数的数量，或者如果太复杂的话，至少在运行时断言它们是正确的。
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另一个对我来说不太清楚的论点！我要研究模板！！！ @OMGtechy，您的意思是使用这样的模板我可以获得用户不能使用错误数量的参数吗？
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@SergioFormiggini 是的
标签： c++ arrays templates matrix variadic-functions