c++ - 简单 3x3 矩阵类的运算符重载错误

Question

所以我把它作为我的 class.cpp 文件

#include "matrixType3.h"
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>

using namespace std;

void matrixType3::setElement(int row, int col, int newvalue)
{
    matrix[row][col] = newvalue;
}

double matrixType3::getElement(int row, int col)
{
    int j = matrix[row][col];
    return j;
}

void matrixType3::setMatrix(int x1, int x2, int x3, int x4, int x5, int x6, int x7, int x8, int x9)
{
    matrix[0][0] = x1;
    matrix[0][1] = x2;
    matrix[0][2] = x3;
    matrix[1][0] = x4;
    matrix[1][1] = x5;
    matrix[1][2] = x6;
    matrix[2][0] = x7;
    matrix[2][1] = x8;
    matrix[2][2] = x9;
}

void matrixType3::display()
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            cout << matrix[i][r] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
}

void matrixType3::displayRow(int row)
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << matrix[row][i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

void matrixType3::displayColumn(int col)
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << matrix[i][col] << endl;
    }
}

void matrixType3::multipleMatrix(int c)
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            int j = matrix[i][r];
            matrix[i][r] = j * c;
        }
    }
}

matrixType3 matrixType3::operator=(const matrixType3&mat) const
{
    matrixType3 tempMatrix;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            tempMatrix.matrix[i][r] = mat.matrix[i][r];
        }
    }
    return tempMatrix;
}

matrixType3 matrixType3::operator+(const matrixType3& mat) const
{
    matrixType3 tempMatrix;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            tempMatrix.matrix[i][r] = mat.matrix[i][r] + matrix[i][r];
        }
    }
    return tempMatrix;
}

matrixType3 matrixType3::operator-(const matrixType3& mat) const
{
    matrixType3 tempMatrix;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            tempMatrix.matrix[i][r] = matrix[i][r] - mat.matrix[i][r];
        }
    }
    return tempMatrix;
}

matrixType3 matrixType3::operator*(const matrixType3& mat) const
{
    matrixType3 tempMatrix;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            for (int k = 0; k < 3; k++)
            {
                tempMatrix.matrix[i][r] = tempMatrix.matrix[i][r] + matrix[i][k] * mat.matrix[k][r];
            }
        }
    }
    return tempMatrix;
}

matrixType3 matrixType3::operator*(const int&num) const
{
    matrixType3 tempMatrix;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            tempMatrix.matrix[i][j] = matrix[i][j] * num;
        }
    }
    return tempMatrix;
}

bool matrixType3::operator==(const matrixType3& mat) const
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int r = 0; r < 3; r++)
        {
            if (matrix[i][r] != mat.matrix[i][r])
                return false;
        }
    }
    return true;
}

matrixType3::matrixType3()
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int c = 0; c < 3; c++)
        {
            matrix[i][c] = 0;
        }
    }
}

matrixType3::matrixType3(int x1, int x2, int x3, int x4, int x5, int x6, int x7, int x8, int x9)
{
    matrix[0][0] = x1;
    matrix[0][1] = x2;
    matrix[0][2] = x3;
    matrix[1][0] = x4;
    matrix[1][1] = x5;
    matrix[1][2] = x6;
    matrix[2][0] = x7;
    matrix[2][1] = x8;
    matrix[2][2] = x9;
}

matrixType3::~matrixType3()
{

}

但是，我的问题是运算符重载函数不起作用。 source.cpp 文件为除所有运算符重载函数之外的所有其他成员函数运行。我想知道是否有人能看出这段代码有什么问题？因为当我尝试 C = A * B 时，它只是在三乘三矩阵中返回由 0 构成的 c 矩阵。该类只是应该采用 3x3 矩阵并对其进行编辑。运算符重载用于 +、-、*、== 和 =。作为旁注，编译器没有显示任何错误，但重载函数不起作用。

Answer 1

不幸的是，OP 没有提供 MCVE .

因此，我复制/粘贴了 OP 代码中恕我直言没问题的部分(而不是报告问题的原因)，然后我自己完成了其余部分。

这是我准备的样本:

#include <iostream>

class matrixType3 {

  private:
    int matrix[3][3];

  public:
    matrixType3(): matrix{ 0 } { }

    matrixType3(int x1, int x2, int x3, int x4, int x5, int x6, int x7, int x8, int x9):
      matrix{ { x1, x4, x7 }, { x2, x5, x8 }, { x3, x6, x9 } }
    { }

    ~matrixType3() = default;

    matrixType3(const matrixType3&) = default;

#if 0 // OP's version:
    matrixType3 operator=(const matrixType3&mat) const
    {
      std::cout << "matrixType3 matrixType3::operator=(const matrixType3 &mat)()\n";
      matrixType3 tempMatrix;
      for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int r = 0; r < 3; r++) {
          tempMatrix.matrix[i][r] = mat.matrix[i][r];
        }
      }
      return tempMatrix;
    }
#else // My version:
    /* This would be actually sufficient:
    matrixType3& operator=(const matrixType3&) = default;
     * but for demonstration a custom implementation:
     */
    matrixType3& operator=(const matrixType3 &mat)
    {
      std::cout << "matrixType3& operator=(const matrixType3 &mat)()\n";
      std::copy(
        std::begin(mat.matrix[0]), std::end(mat.matrix[0]),
        std::begin(matrix[0]));
      std::copy(
        std::begin(mat.matrix[1]), std::end(mat.matrix[1]),
        std::begin(matrix[1]));
      std::copy(
        std::begin(mat.matrix[2]), std::end(mat.matrix[2]),
        std::begin(matrix[2]));
      return *this;
    }
#endif // 0

    // copy/pasted from OP:
    matrixType3 operator+(const matrixType3& mat) const
    {
      matrixType3 tempMatrix;
      for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int r = 0; r < 3; r++) {
          tempMatrix.matrix[i][r] = mat.matrix[i][r] + matrix[i][r];
        }
      }
      return tempMatrix;
    }

    /* a "getter" to provide read-only access to the member variable
     *
     * (Returning a const reference to a 2d array makes this function
     *a bit strange looking...) ;-)
     */
    const int (&get() const)[3][3] { return matrix; }
};

OP 声称

However, my issue is that the operator overload functions are not working.

我坚信正是 OP 的 operator=() 是其他运算符看起来还不错的问题。 OP 为 operator= 选择的签名对我来说看起来很不寻常。应该是:

matrixType3& operator=(const matrixType3 &mat)

运算符应将参数 mat 分配给自身(即 *this)。因此，它可能不是 const 并且不应返回 const 引用。 (后者可能会起作用，但会不必要地限制返回值的适用性。)

为了证明我在正确的轨道上，我将 OP 的 operator=() 复制/粘贴到我的示例代码中，并准确观察了 OP 所描述的内容。

顺便说一句。我将输出语句放入赋值运算符中只是为了显示它何时被调用。

要检查上面的代码，示例的其余部分:

std::ostream& operator << (std::ostream &out, const matrixType3 &mat)
{
  const int (&values)[3][3] = mat.get();
  return out
    << values[0][0] << '\t' << values[0][1] << '\t' << values[0][2] << '\n'
    << values[1][0] << '\t' << values[1][1] << '\t' << values[1][2] << '\n'
    << values[2][0] << '\t' << values[2][1] << '\t' << values[2][2] << '\n';
}

int main()
{
  matrixType3 mat1(11, 21, 31, 12, 22, 32, 13, 23, 33);
  std::cout << "mat1:\n" << mat1;
  matrixType3 mat2;
  std::cout << "mat2:\n" << mat2;
  std::cout << "mat2 = mat1;\n";
  mat2 = mat1;
  std::cout << "mat2:\n" << mat2;
  std::cout << "mat1 + mat2:\n" << mat1 + mat2;
  matrixType3 mat3;
  mat3 = mat1 + mat2;
  std::cout << "mat3 = mat1 + mat2:\n" << mat3;
  // This is no assigment:
  std::cout << "No assignment: matrixType3 mat4 = mat1;\n";
  matrixType3 mat4 = mat1;
  std::cout << "... but initialization/copy construction\n";
  std::cout << "mat4:\n" << mat4;  
  return 0;
}

编译和测试(使用我的operator=()):

mat1:
11  12  13
21  22  23
31  32  33
mat2:
0   0   0
0   0   0
0   0   0
mat2 = mat1;
matrixType3& operator=(const matrixType3 &mat)()
mat2:
11  12  13
21  22  23
31  32  33
mat1 + mat2:
22  24  26
42  44  46
62  64  66
matrixType3& operator=(const matrixType3 &mat)()
mat3 = mat1 + mat2:
22  24  26
42  44  46
62  64  66
No assignment: matrixType3 mat4 = mat1;
... but initialization/copy construction
mat4:
11  12  13
21  22  23
31  32  33

Live Demo on coliru

在准备示例代码时，我偶然发现了:

matrixType3 mat1;
matrixType3 mat2; mat2 = mat1;

对比

matrixType3 mat1;
matrixType3 mat2 = mat1;

我发现也值得详细说明。

虽然两个样本看起来很相似，但还是有很大的不同:第一个^st 使用复制赋值，但在第二个^nd 中，= 被编译为初始化(因为直接遵循声明)。因此，在第 2 种^nd 情况下，没有分配。 (相反，调用复制构造函数。)