C++ 逗号运算符重载和引用 vector

Question

关于c++中逗号运算符重载的帖子(问题)很多。大多数答案建议不要使用逗号运算符重载。我想编写一个语法与 Matlab 语言非常相似的 C++ 库。基本对象是 Matrix MX。我希望能够让库的最终用户编写如下表达式:

MX a = b(i);// get b elements at indices i 
b(i,j)= a; // set elements of b at indices i,j.

我有一个关于如何使用代理类使 setter 和 getter 像上面写的那样工作的想法，该代理类保存指向 MX 对象的指针并还保存索引 i,j 对象。例如 b(i,j) 将创建一个代理对象 ProxMX(b,i,j)。然后我们定义一个方法来将 ProxMX 分配给 MX 和 visversa(使用运算符 =)来完成获取和设置 b 的元素的艰巨工作。

我需要帮助来进行函数调用，例如:

(x,y,z)= ff(a,b,c) 

其中 a、b、c 是输入参数(MX 对象)，x、y、z 是输出参数。如果上述语法不可能，我可以考虑这样的语法:

ff((a,b,c), (x,y,z) )

我开始编写这段测试代码:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;




class MX {// Matrix 

public:
    MX(double va) {
        elem=va;// only one double for the moment to test the syntaxe
    }
    MX &operator ()(MX idx){ // get & set MX(i)
        return *this;//
    };
    MX &operator ()(MX idx1,MX idx2) { // get set MX(i,j)
        return *this;
    } ;
    friend ostream &operator<<(ostream &stream, MX a);

    double elem;

};

ostream &operator<<(ostream &stream, MX a)
{
  stream << a.elem ;

  return stream;
}

typedef vector<const MX > MXR;
class ArgList { // Proxy
public:
    //ArgList(const MX& a){
    //  data.push_back(a);
    //}
    ArgList() {};

    ArgList& operator , (const MX &a){
        data.push_back(a);
        return *this;
   }
   ArgList& operator =(ArgList& ins){
        for (int i=0 ;i <ins.data.size();i++)
            (this->data[i]).elem=ins.data[i].elem;
        return *this;
   };
    MXR data; 
};


ArgList operator , (const MX& a, const MX& b){
    ArgList out;    
    out.data.push_back(a);
    out.data.push_back(b);
    return out;
   }

ArgList ff(ArgList argins)
{

    int n = argins.data.size();
    MX a= argins.data[0];
    MX b= argins.data[1];
    MX x(a.elem+1.0);
    MX y(b.elem+10.0);
    MX z(a.elem+b.elem);
    return ( x, y , z);

}
void gg(ArgList argins, ArgList &argout)
{

    int n = argins.data.size();
    MX a= argins.data[0];
    MX b= argins.data[1];
    MX x(a.elem+1.0);
    MX y(b.elem+10.0);
    MX z(a.elem+b.elem);
    argout = ( x, y , z);

}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    MX a(1.0);MX b(2.0);MX c(3.0);
    MX aa = a(MX(3.0));
    aa(MX(2.0),MX(3.0))=MX(5.0);
    cout << "a=" << a << ",b=" << b << ",c=" << c << endl;
    MX x(0.0);MX y(0.0);MX z(0.0);
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    (x,y,z)= ff((a , b, c ));
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    gg((a,b,c) , (x,y,z));
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    return 0;
}

此代码使用 VS2010 Express 编译和运行时没有错误 :)。但正如预期的那样，它没有给出预期的结果，因为我需要在 ArgList 中保存对变量的引用，而不是将对象复制到 vector 中。我知道我们不能将 std::vector 用作对象引用的容器。

为了使这些表达式可写并在 C++ 代码中工作而提供的任何帮助。谢谢。

Answer 1

我正在使用 C++11 为您概述一个解决方案(代码也经过测试)，但这在 C++03 中是可行的(使用例如 Boost.Tuple):

// Base case
template<typename Lhs, typename Rhs>
std::tuple<Lhs&, Rhs&>
operator,(Lhs& lhs, Rhs& rhs)
{
    return std::tie(lhs, rhs);
}

// General case when we already have a tuple
template<typename... Lhs, typename Rhs>
std::tuple<Lhs..., Rhs&>
operator,(std::tuple<Lhs...>&& lhs, Rhs& rhs)
{
    return std::tuple_cat(lhs, std::tie(rhs));
}

用法看起来像(假设此运算符驻留在 namespace ns 中):

// Declaration: note how ff must return a tuple
std::tuple<X, Y, Z> ff(A, B, C);

A a = /* ... */;
B b = /* ... */;
C c = /* ... */;
X x; Y y; Z z;

using ns::operator,;
// brackets on the left-hand side are required
(x, y, z) = ff(a, b, c);

附上注意事项:

• 如您所见，您需要一个 using 声明来引入 operator,在适用范围。即使类型 X , Y , Z位于 operator, 的同一范围内(启用 ADL)，std::tuple没有。你可以做类似template<typename... T> struct tuple: std::tuple<T...> { using std::tuple<T...>::tuple; };的事情(然而，在 C++03 中做起来并不方便)在适当的命名空间中拥有自己的元组，以快速而肮脏的方式拥有 ADL。然而:

• 重载运算符必须始终至少对一种用户定义类型进行运算。所以如果输入 X和 Y两者都恰好是 int 之类的类型或 double , 然后你得到默认的 operator, .此类事情的通常解决方案是要求客户端执行类似 (ref(x), ref(y), z) = ff(a, b, c); 的操作其中 ref将在适当的命名空间中返回一个类型(再次用于 ADL 目的)。也许这种类型可以根据 std::reference_wrapper 来实现(或用于 C++03 的 Boost 版本)具有与元组相同的快速和肮脏的 hack。 (您需要额外重载 operator,。)

总而言之，当像这样的事情发生时，这是很多工作(有丑陋的解决方法)

/* declaration of ff and variable definitions the same as before */
std::tie(x, y, z) = ff(a, b, c);

或许

/* this skips unnecessary default constructions of x, y, z */
auto tuple = ff(a, b, c);
using std::get;
auto& x = get<0>(tuple);
auto& y = get<1>(tuple);
auto& z = get<2>(tuple);

开箱即用(即使在 C++03 中使用 Boost.Tuple)。我在这件事上的建议是(没有任何意图):保持简单，愚蠢!并使用它。