C++ 索引类成员

Question

我有一个类 vector

class vector3f
{
public:
float x;
float y;
float z;
};

如果我想访问其中一个成员，我必须键入 vec.x、vec.y 和 vec.z。现在，我有一个算法应该访问每个索引的数据成员，例如:

for(int i = 0; i < 3; i++)
{
vec[i] = i*i;
}

在没有索引的情况下这样做会导致几个 if 条件:

for(int i = 0; i < 3; i++)
{
if(i == 0){vec.x = i*i;}
else if(i == 1){vec.y = i*i;}
else if(i == 2){vec.z = i*i;}
}

有没有办法索引数据成员，以便在编译时解析它们？我不想在 vector 类中使用数组，因为使用 vec.x、vec.y 和 vec.z 访问数据成员对程序员来说更方便。避免这些 if 条件的最佳解决方案是什么？

Answer 1

您可以为您的类重载 operator[] 以将那些 if 条件(或者最好是 switch)定位到一个地方:

class vector3f
{
public:
  float x;
  float y;
  float z;

  float& operator[] (size_t i)
  {
    switch (i) {
      case 0: return x;
      case 1: return y;
      case 2: return z;
      default: throw "something";
    }
  }

  float operator[] (size_t i) const
  { return (*const_cast<vector3f*>(this))[i];
}

这是实现它的通用且安全的方法。

如果您的类实际上是标准布局类¹，如您所展示的，并且如果您知道对齐和填充方案你的编译器/平台，如果你从这些知道 floats 将在内存中彼此排列，你也可以像这样实现运算符:

float& operator[] (size_t i)
{
  return (&x)[i];
}

这将 x 视为 float 数组的开始。它会更快，但依赖于我上面提到的 ifs，并且不进行边界检查。

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¹ 这基本上意味着它没有非空基类，没有 virtual 函数并且没有非标准的数据成员-布局类型。