c++ - 使用括号运算符实现矩阵类的安全方法

Question

我正在为此编写一个二维矩阵类，包装一个 vector vector 。

由于矩阵必须具有正维度，我确保矩阵不会构造错误，从那时起我假设矩阵至少有一个元素:

Matrix2D::Matrix2D(size_t rows, size_t cols)
{
    if (rows == 0 || cols == 0)
    {
        throw std::invalid_argument("Matrix cannot have zero as dimension");
    }
    ...

我想通过使用连接的 [] 为用户提供一种访问和修改特定元素的方法(即 m[1][1] )。但是，我不希望用户能够修改矩阵的维度或修改一行中的列数。我目前提供重载的方法 operator[]像下面这样是不够的，因为用户可以使用非常量版本(修改特定元素所必需的)来修改列数:

std::vector<double>& operator[](size_t r);
const std::vector<double>& operator[](size_t r) const;

通过做 m[0] = std::vector<double>(0) .

有没有办法在保持双括号语法的同时防止这种垮台？

我知道我可以使用 operator()喜欢m(1, 1) , 但我对尝试使用双括号语法感到好奇。

Answer 1

你的 operator[]可以用 operator[] 返回一个代理对象定义。像这样:

class Matrix2D
{
  std::vector<std::vector<double>> rows;

  class Proxy
  {
    friend class Matrix2D;

    std::vector<double> &v;

    Proxy(std::vector<double> &v) : v(v) {}

  public:
    double& operator[] (size_t c) const { return p[c]; }
  };

public:
  Proxy operator[] (size_t r)
  {
    return { rows[r]; }
  }
};

但是请注意，使用 vector 的 vector 来表示 2D 矩阵通常不是一个好主意，因为它对缓存非常不友好。如果你只存储一个 std::vector<double>，它会更接近实际可用性。尺寸rows * cols并手动对其进行索引。