c++ - 在运算符中构造结果与在默认构造的对象上操作

Question

我有一个类，它本质上是一个带有标签内容的数组，我想为它定义一些运算符。我想以这样一种方式来改变类中元素的数量很容易，因为我希望 future 的用户会改变跟踪的变量，但我也想确保类上的基本算术运算是尽可能高效。

我可以看到两种实现运算符的方法。以 Vector2D 为例类:

struct Vector2D {

    //members
      const static int nElem = 2;
      double x;
      double y;

    //Constructors
      Vector2D() {}          
      Vector2D(double X, double Y) : x(X), y(Y) {}

    //Operators
      double& operator[] (int index) {
        switch(index) { 
          case 0:
            return x;
          case 1:
            return y;
          default:
            return std::out_of_range ("Oops");
        }
      }

    // Option 1: operator+ by constructing result
    Vector2D operator+ (const Vector2D & rhs) const {
      return Vector2D(x + rhs.x, y+rhs.y);
    }

    // Option 2: operator+ using loop and [] operator
    Vector2D operator+ (const Vector2D & rhs) const {
      Vector2D result;
      for(int i = 0; i < nElem; i++)
        result[i] = (*this)[i] + rhs[i];
      return result;
    }
};

假设我使用-03 优化，operator+ 的两个实现之间会有什么区别吗？ ？我的理解是，由于默认 Vector2D构造函数没有代码体并且类内容是默认数据类型，选项 2 中调用默认构造函数没有额外开销 result在设置其成员之前。我希望这两者是等价的，但我对我的知识没有足够的信心来确定。

Answer 1

你的方法根本行不通。如果您希望某人能够更改 nElem，则不能使用 x、y 作为您的名字。为什么？因为将 nElem 更改为 3 不会神奇地添加 z。由于您不能在 x 和 y 上执行 for 循环，因此您对 nElem 的定义是没有意义的。

最后，这是一个数字模板使用的教科书案例。创建一个 vector ，根据它有多少元素进行模板化。

做这样的事情:

template<unsigned int LEN>
class Vector{
  double v[LEN];
public:
  Vector operator+(const Vector &o){
    Vector res;
    for (unsigned int i=0;i<LEN;++i) // with -O3 and small LEN this will be unrolled
      res.v[i]=v[i]+o.v[i];
  }
  // ... etc.
};

然后你像这样使用它:

Vector<2> my_2d_vec;
Vector<3> my_3d_vec;