在嵌套类中对 operator[] 的模糊调用

Question

我正在尝试制作一个具有矢量特征的数据结构来学习一些 C++。我目前正试图编译类似这样的代码：

template<typename T>
class TestClass {
public:
    T* data;
    TestClass(const T& t) { 
        data = new T{ t };
    }
    ~TestClass(void) {}
    TestClass(const TestClass&) {}

    T& operator[](int k) { return *data; }
    const T& operator[](int k) const { return *data; }
    class NestedClass {
    public:
        NestedClass(void) {}
        ~NestedClass(void) {}
        T& operator*(void) { return operator[](0); }
    };

    NestedClass newNestedClass(void) {
        return new NestedClass();
    }
};

我在嵌套类中的operator* 函数上收到了对重载函数的模棱两可的调用。虽然我认为我得到了问题（编译器如何知道它的 rhs/lhs）我不完全确定如何解决它。我想为此使用operator[] 函数。

我希望这两条打印行打印完全相同的内容：

TestClass<int> t(1);
auto n = t.newNestedClass();
cout << t[0] << endl;
cout << *n << endl;
return 0;

有什么建议吗？

Answer 1

您为TestClass 定义的operator[] 绝不是“继承”或以某种方式“嵌入”到您的嵌套类中。

您可以将 C++ 嵌套类视为普通类，它们存在于“嵌套命名空间”中：示例代码中的 TestClass::NestedClass。

如果你想为你的嵌套类创建一个operator[]，你必须从头开始定义一个（就像你为你的TestClass所做的那样）。

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编辑 1：返回类（C++ 不是 Java）

另请注意，C++ 不是，例如Java（使用new 分配类实例的模式，并依靠垃圾收集器自动收集“垃圾”）。
所以，像这样的代码：

   NestedClass newNestedClass(void) {
        return new NestedClass();
    }

甚至不应该编译。

如果您返回一个使用new 动态分配的NestedClass 实例，您应该返回一个指向它的指针，例如：

   // Note the "*" for the returned pointer
   NestedClass* newNestedClass() {
        return new NestedClass();
   }

但是，这更像是一种 Java 模式。

在 C++ 中，您可能只想返回一个 NestedClass 的实例没有 new 动态分配；这应该可以正常工作：

   NestedClass newNestedClass() {
        return NestedClass();
   }

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编辑 2：正确的资源管理

另请注意，您可能希望将T* data; 成员设为private，以便更好地封装和信息隐藏。您正在提供适当的 public 访问器（如 operator[] 重载）来访问您的类的数据：公开访问器成员函数，而不是数据成员。

此外，您动态地 使用new 在堆上分配了data。您必须释放动态堆分配的内存，以避免内存（和资源）泄漏。
这样做的好地方是你的类析构函数，例如：

class TestClass {
private:
    T* data;

public:
    ...

    ~TestClass() {
        // Release resoruces dynamically allocated
        delete data;
    }
}

还要注意这段代码：

data = new T{t};

只是动态分配T的单个实例，将其初始化为值t。

对应的清理代码为：

delete data;

但是，如果要动态分配Ts的数组，语法是：

data = new T[elementCount];
// ... initialize data to some value...

对应的清理语法为：

delete[] data; // Note the []!!

还要注意，如果你想在你的类中手动管理资源，你还应该考虑定义 copy constructor 和 copy assignment operator=()（参见所谓的Rule of Three);如果你想实现move语义，你还应该考虑实现move constructor和move assignment（在这种情况下有一个对应的 “5 规则”）。

但是，如果您依赖已经可用的 RAII 资源管理器，例如 std::vector，您就不必花费时间、精力和寻找错误来手动管理资源：这一切都由 std::vector 或您选择的任何容器类自动管理（在这种情况下，您有一个简单的“零规则” em> :) 即默认的编译器生成的复制构造函数、复制赋值运算符、移动构造函数、移动赋值运算符和析构函数将执行严格的操作。

但是，当然，如果这是一个学习练习，您可能希望自己实现那些特殊的成员函数。