C++ 中的 const 运算符重载问题答案

【问题标题】：Const operator overloading problems in C++C++ 中的 const 运算符重载问题
【发布时间】：2011-01-27 07:05:32
【问题描述】：

我在使用 const 版本重载 operator() 时遇到问题：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Matrix {
public:
    Matrix(int m, int n) { 
        vector<double> tmp(m, 0.0);
        data.resize(n, tmp);
    }
    ~Matrix() { }


    const double & operator()(int ii, int jj) const {
        cout << " - const-version was called - ";
        return data[ii][jj];
    }

    double & operator()(int ii, int jj) {
        cout << " - NONconst-version was called - ";
        if (ii!=1) {
            throw "Error: you may only alter the first row of the matrix.";
        }
        return data[ii][jj];
     }


protected:  
    vector< vector<double> > data;
};

int main() {
try {
    Matrix A(10,10);
    A(1,1) = 8.8;
    cout << "A(1,1)=" << A(1,1) << endl;
    cout << "A(2,2)=" << A(2,2) << endl;
    double tmp = A(3,3);
} catch (const char* c) { cout << c << endl; }
}

这给了我以下输出：

NONconst-version 被调用 - - NONconst-version 被调用 - A(1,1)=8.8

调用了 NONconst-version - 错误：您只能更改矩阵的第一行。

如何实现 C++ 调用 operator() 的 const 版本？我正在使用 GCC 4.4.0。

【问题讨论】：

我希望能够修改我的矩阵条目，但只有一些。

标签： c++ operators constants conversion-operator

【解决方案1】：

重载看起来不错，但你永远不会在 const 对象上调用它。你可以试试这个：

void foo(const Matrix& A) {
  cout << "A(1,1)=" << A(1,1) << endl;
}

Matrix A(10,10);
foo(A);

这给了你：

 - const-version was called - A(1,1)=0

【讨论】：

谢谢！在我看来，不幸的是，即使在非常量对象上，C++ 也不会“默认”调用 const 方法。我会把它放在愿望清单上。
如果是这样，什么时候会调用非常量方法？您总是可以删除非常量重载，它甚至会在非常量对象上调用 const 。
当需要执行非常量操作时会调用。是的，我可以删除非常量重载方法，但因为我有时也想为矩阵元素分配一些东西，从而减少功能。感谢您的建议。

【解决方案2】：

你调用方法的对象必须是const，例如

cout << "A(2,2)=" << (*static_cast<const Matrix*>(&A))(2,2) << endl;

【讨论】：

嗯，这与我想使用该运算符的“使用简单”范式相矛盾...
好吧，这几乎是没有必要的；您的 const 和非 const 版本在行为上应该非常接近，除了可能为您调整容器大小的非常量版本之外。如果您在两个版本中执行的操作完全不同，需要在它们之间进行转换，请考虑使用不同的方法。
我想将这个用于带状矩阵，只有当我靠近矩阵的对角线时我才能调用非常量运算符（）（否则元素不会存储并且隐式为零，所以操作员需要抛出一个错误）。我现在会做不同的方法。
这就是const_cast<> 的用途。编辑 - 你不应该对指针做任何事情。
@James - 我不同意； const_cast 比 static_casts 更强大（或者我更喜欢的一个，目前不是标准的implicit_cast），并且不应该使用像添加 constness 这样的安全操作。在代码中看到 const_cast 意味着存在很大的设计缺陷；使用它来添加 constness 严重地淡化了这个含义。

【解决方案3】：

通常，您不能调用函数的 const 或非 const 版本，具体取决于您对返回值的处理方式。如果您想模拟类似的功能，您可以尝试返回一些代理，该代理将根据您使用它的方式切换行为：

class Proxy
{
  Matrix& m;
  int x, y;
public:
  ...
// mutating operations
  operator double&() { check(); return m.index(x,y); }
  double& operator=(double d) { check(); return m.index(x,y)=d; }
// ... other mutating operations (+=, ...) analogously

// nonmutating ops
  operator double() { return m.const_index(x, y); }
  operator const double&() // ... same
};

Proxy Matrix::operator(int x, int y)
{
  return Proxy(*this, x, y);
}

假设check() 是您对合法突变的检查（可以集成在index() 中）并且index() 和const_index() 是Matrix 中的方法，它们提供对特定位置的引用或const 引用。

【讨论】：

好的，进阶的……会考虑的:-)
其实这样编译不了：operator double() { return m.const_index(x, y); } operator const double&() 而此编译在第二行末尾添加 const： operator double() { return m.const_index(x, y); };运算符 const double&() const;

【解决方案4】：

使用 const_cast() 或将您的实例设为 const。

我猜你可能想确保操作符返回一个 const double？也许你应该只提供 const 版本，而不是另一个。

【讨论】：

【解决方案5】：

你有不同的方法和不同的功能，所以给他们不同的名字。那么你不需要有一个 const 对象来调用你想要的。

你仍然可以让operator() const 调用替代函数，以防你发生有一个 const 对象。但替代功能应放在具有描述性名称的函数中。

至于获取对象的const 句柄，请使用static_cast< const Matrix & >( A )。

【讨论】：