指向 C++ 类元素的指针答案

【问题标题】：Pointers to elements of a C++ class指向 C++ 类元素的指针
【发布时间】：2015-12-30 08:10:26
【问题描述】：

我有一个 C++ 类 c_image，它包含一个指向类 c_pixel 元素的指针向量：

class c_image {

    public:
        vector<shared_ptr<c_pixel>> pixel;
    ...
};

类 c_pixel 元素包含一个 double 类型的元素 Z：

class c_pixel {

    public:
        double Z;
    ...
};

但是，它们使用类 c_pixel_pv 进行了扩展，其中包含 pv，一个由三个 double 类型元素组成的数组：

class c_pixel_pv : public c_pixel {

    public:
        double pv[3];
    ...
};

类c_image也有一个函数filter

vector<double> c_image::filter(???) {
        ...
    };

它将把指向元素Z或pv[0]或pv[1]或pv的指针作为输入[2]。

但我不知道如何指向这些元素。例如，我什至不知道是否可以仅指向 pv[0] 元素。我不知道如何从这个问题开始。有人可以帮帮我吗？

【问题讨论】：

如果它是 z 或 pv[0] 或...，函数的行为会有所不同吗？
不就是double*吗？毕竟Z或pv[..]都是双打！
你不能有一个“成员指针”可以指向“可能在成员内部，也可能不在”（注意pv[0]不是c_pixel_pv的成员，只有pv是）。不过，您的问题引发了许多其他问题，例如：为什么要共享像素？共享这些像素的图像是什么？图像是否可以包含c_pixel 和c_pixel_pv 的混合体？
@HumamHelfawi 不，完全一样
@molbdnilo 这是一个复杂的类结构，但如果你了解整个问题，这是必要的。

标签： c++ class pointers

【解决方案1】：

您可以（并且可能应该）使用多态性，并在c_pixel 类中拥有一个在c_pixel_pv 类中被覆盖的虚成员函数。此成员函数使用正确的成员变量执行所需的任何操作，并从c_image::filter 调用。

【讨论】：

函数 c_image::filter 可以是例如中值平滑滤波器，它针对图像的每个像素计算其周围像素的中值。在这种情况下，单个元素 c_pixel 没有平滑它所需的所有信息。这就是为什么我认为过滤器不能作为 c_pixel 上的函数运行。
@Medicalphysicist 但这是您应该做出的选择，我的意思是如果中值平滑不适用于 c_pixel，则不要在结果集中包含该像素。
@Medicalphysicist 您可以使用例如dynamic_cast 检查指针是指向基类还是子类的指针，但这会导致 code smell 和代码变得难以阅读、理解和维护。也许您应该有两个“过滤器”功能，一种用于每种类型的像素。这可能是一种边缘代码气味，但至少它更好。我认为你真正需要做的是重新思考你的设计，你真的需要不同的像素类型吗？一张图片可以同时拥有两种类型吗？

【解决方案2】：

OOP 概念 - 多态现在会派上用场。 c_pixel 类中的虚拟成员函数（虚拟成员是可以在派生类中重新定义的成员函数，同时通过引用保留其调用属性），在派生类c_pixel_pv 中被覆盖，可以执行操作你需要正确的变量。

您需要从vector<double> c_image::filter() 调用此成员函数。

【讨论】：

【解决方案3】：

你可以使用函数而不是指针：

using Selector = std::function<double(const c_pixel&)>;

vector<double> c_image::filter(Selector select) {
    // Trivial example that just copies
    vector<double> result;
    result.reserve(pixel.size());
    for (auto pix: pixel)
    {
        result.push_back(select(*pix)); 
    }
    return result;
};

double z(const c_pixel& p)
{
    return p.Z;
}

c_image image;
// ...
vector<double> = image.filter(z);

但是您需要一些方法来区分不同类型的像素，例如标记字节或虚拟函数（因此它们会占用更多空间并且您已经有很多开销）。

如果您不需要在图像中混合像素类型，您可以使用模板类，以像素类型为模板。
然后你可以摆脱运行时像素歧视。
（说实话，很难想象像filter 这样的函数会如何处理没有它应该使用的元素的类型的像素。）

【讨论】：