c++ - 有效地实现修改操作？

Question

我在想，假设我有一些大对象，比如说一个矩阵，我想提供一些功能来以某种方式修改这个对象(在矩阵的情况下，我们可能希望反转矩阵)。

实现反转功能的最佳方式是什么？

我想到了四个选项:

1. 我们可以有一个成员函数 Matrix::invert() 来反转自身。
2. 成员函数可以构造一个新的倒置矩阵(类似std::string::substr)
3. invert 可以是接受和修改引用的非成员函数:void invert(matrix& m)
4. invert 可以是一个非成员函数，它按值获取矩阵，反转它，然后返回它:matrix invert(matrix m)

目前，第四个选项对我来说似乎是最好的，因为如果用户希望保留原始矩阵，则原始矩阵不会被修改:
auto m = matrix{};
auto m2 = invert(m);

如果他们只想要倒矩阵，他们可以这样做:
auto m = matrix{};
auto m2 = invert(移动(m));
或者
auto m = invert(matrix{})(这应该是高效的，因为新构造的矩阵将被移入 invert、修改，然后 rvo'd 或移出到 m)

但这违背了影响类表示的操作应该作为成员函数实现的想法。所以理想情况下，我想要一种实现成员函数 matrix& matrix::invert() 的方法，如果在右值上调用它，它会修改父矩阵，但保持它不变并返回一个新矩阵如果它是在左值上调用的。这是正确的方法吗？如何实现？

另一种选择是实现一个修改原始成员的成员，以及一个“做正确的事情”的非成员，这取决于参数是右值(在这种情况下它将被移动)还是左值(在这种情况下，将制作拷贝)。这仍然有两个缺点:

1. 更多代码，因为现在我们有两个反转函数
2. 链接很尴尬，因为我们可能想说 m.invert() 但不想修改原始矩阵。

示例:https://gist.github.com/mfaizan/6631482

谢谢!

Answer 1

当然，这一切都取决于情况，但同时具有变异操作和产生新对象的操作通常很有用。前任。您的 m.invert() 方法可以就地修改矩阵。它可能比创建新矩阵更有效(它可以更改现有值而无需分配内存)。然而，如果有一种方法可以创建与原始对象断开连接的新对象，那将很有用。

你在 std::string 上看到这个模式:

string orig("abcd");
orig += "efgh";

这会改变原始字符串并可能避免内存重新分配。但是，您也可以创建一个全新的字符串:

string newStr = orig + anotherStr;