c++ - C++ 中高效的 Sum 和 Assignment 运算符重载

Question

你好，我正在用 C++ 实现一个矩阵类
我知道有很棒的库可以像 opencv 那样做，但我需要自己做。

例如，如果我实现总和，我可以这样做

class Mat{
public:
    double* data;
    int rows,cols;

    Mat(int r,int c):rows(r),cols(c){
        data = new double[r*c];
    }
};

void Sum(Mat& A,Mat& B,Mat& C){
    for (int i = 0; i < A.rows*A.cols; ++i){
        C.data[i] = A.data[i]+B.data[i];
    }   
}

int main(){    
    //Allocate Matrices
    Mat A(300,300);
    Mat B(300,300);
    Mat C(300,300);

    //do the sum
    sum(A,B,C);
}

我想得到像这样更具可读性但又不失效率的东西

C = A + B

这样 C 每次都被重新分配，我不想要那样

谢谢你的时间

Answer 1

延迟计算。

class MatAccess {
    friend class Mat;
    friend class MatOpAdd;
    virtual double operator[](int index) const = 0;
};

class MatOpAdd: public MatAccess {
friend class Mat;
private:
    const MatAccess& left;
    const MatAccess& right;
    MatOpAdd(const MatAccess& left, const MatAccess& right):
        left(left), right(right) {}
    double operator[](int index) const {
        return left[index] + right[index];
    }
};

class Mat: public MatAccess{
public:
    double* data;
    int rows,cols;

    Mat(int r,int c):rows(r),cols(c){
        data = new double[r*c];
    }

    MatOpAdd operator +(const MatAccess& other) {
        return MatOpAdd(*this, other);
    }

    const Mat& operator = (const MatAccess& other) {
        for(int i = 0; i < rows*cols; ++i) {
            data[i] = other[i];
        }
        return *this;
    }
private:
    double operator[](int index) const {
        return data[index];
    }
    double& operator[](int index) {
        return data[index];
    }
};


int main(){    
    //Allocate Matrices
    Mat A(300,300);
    Mat B(300,300);
    Mat C(300,300);

    //do the sum
    C = A + B;
}

现在 '+' 计算将在 "operator="中完成

我会改变的事情:

• MatAccess 应包含维度(行、列)。
• Mat 添加构造函数和 operator= 或使其不可复制
• Mat::operator+ 和 Mat::operator= 检查相等的 rows,col
• 删除不再使用的内存或
• 使用 std::vector 进行更简单的内存管理。

在这里创建了一个更大的例子:https://gist.github.com/KoKuToru/1d23af4bbf0b2bc89893