如何为该结构实现 [] 运算符？

Question

我想要像下面这样的东西：

template <class T>
struct Container{
 public:
  //[] operator
 private:
  T containment;
};

包含应该是一个具有任意选择性维数的数组，如下所示：

Container<int[20][4]> obj;
Container<int[5][2][6]> obj1;
//etc...

并且我想实现 [] 运算符，以便可以进行以下分配：

obj[2][3]=6;
obj1[1][1][3]=3;
//etc...

但经过几次尝试后，我发现自己卡住了，怎么可能？

Answer 1

您的订阅运算符应该返回一个代理对象，该对象本身会实现订阅运算符。

如果我们分解对 obj[2][3] = 6 的调用，这将产生：

• obj[2] -->代理对象
• obj[2][6] -->对 int 的引用

通过查看 obj1，您将意识到除了最后一个 [] 之外的所有内容都应该返回一个代理对象。

这通常是通过使用带有“深度”参数的模板化代理来实现的，并将其专门化为合适的深度。在您的情况下，您的代理将有一个指向它可能生成的第一个元素的 T 指针，以及维度列表（作为模板参数）。

但这并不是微不足道的，因为您似乎希望获得任意数量的参数。根据您的目标编译器是否支持可变参数模板，您可能确实会遇到一些麻烦。

Answer 2

你可以这样做（尽管每个维度都有新模板）。

template <class T, size_t m, size_t n>
struct Container{
 public:
  int& operator()(size_t i, size_t j)
  {
      return containment[i][j];
  }

 private:
  T containment[m][n];
};

Container<int, 3, 4> ints;
ints(0,3) = 5;

或者您可以使用 Boost.MultiArray，并且省去很多痛苦。

Boost MultiArray 库增强了
C++ 标准容器
多功能多维数组
抽象。它包括一个通用的
数组类模板和本机数组
支持惯用数组的适配器
操作并与 C++ 互操作
标准库容器和
算法。这些数组共享一个共同的
接口，表示为通用的
根据泛型进行编程
可以实现数组算法。

Answer 3

困难在于知道operator[]的返回类型。您可以尝试这样的事情：

template <class T, size_t N>
struct Container {
T containment[N];
T &operator[](size_t index) { return containment[index]; }
};

Container<int[2][6], 5> obj;

或者您可以根据自身定义容器：

Container<Container<Container<int[6]>[2]>[5]> obj;

Answer 4

谁想到参考会在这里发挥作用？我！
感谢 Niki Yoshiuchi，我想要的确切框架答案如下：

template <class T, size_t N>
struct Container {
private:
 T containment[N];
public:
 T & operator[](size_t index) { return containment[index]; }
};

Container<int[3][3][3],2> obj;
obj[1][1][1][1]=7;

Answer 5

制作 n 维集合的基础知识是这样的。它假定容器无法重新调整尺寸。

template< typename T >
class MultiDimContainer
{
   std::vector<size_t> dims;

   std::vector<T> data;

public:
   MultiDimContainer( const std::vector<size_t> dims )
   {
       // work out the product of dims and set data to that size
   }

   T& at( const std::vector<size_t> & dim )
   {
      // calculate where it lives in memory and return that element
   }
};

由于我已经实现了 at() 来获取单个参数，因此您可以使用运算符 [] 来实现此目的。您可能需要 2 个重载，一个 const 和一个非 const，并且 at() 会进行边界检查，而 operator[] 则不会。您可能需要一个辅助（非模板）函数来计算该元素在数据向量中的位置。

当然，构建向量是一个多步骤的过程，因此您可以使用一些魔术类来构建向量。

您还可以为您的容器使用operator[]，它将采用单个size_t并返回一个ContainerReferencer对象。这不是真正的多维数组，而是其他地方保存的数据的切片。再次可能存在 const 或非 const 版本。

使用此模型不可能多次调用operator[]来过滤到T value_type或对其的引用。

可以使用硬维数组，它可以是模板参数。因此，如果您知道它是 4 维的，您可以将其称为

MultiDimCollection<双，4>

并且它总是有 4 个维度。然后你可以让operator[]返回一个MultiDimCollectionReference<双，3>

这将下降到 2 和 1（一个向量），然后将专门返回一个标量。