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考虑包含数字数组的 Number 类的情况。我希望类用户轻松访问数字，因此我重载了 [] 运算符，以便用户可以选择十的幂，例如。number[2] 是代表百的数字，以此类推。该类是索引安全的 - 如果用户指定的索引超出范围，则返回 0（如 10 = 0010）。

但是，设置一个数字需要更多的努力，因为如果指数超过了保存数字的内部表的大小，则必须扩展后者。

很明显，必须选择不同的方法，用户是否要检索数字以及何时要存储它。我想出了以下解决方案（这些类是部分的，只是为了展示这个想法）：

class Number;

class Digit
{
    friend class Number;

private:
    Number number;
    int exponent;

    Digit(Number & newNumber, int newExponent) 
        : number(newNumber), exponent(newExponent)
    {
    }

public:
    operator unsigned char() 
    {
        return number.GetDigit(exponent);
    }

    void operator = (unsigned char digit) 
    {
        number.SetDigit(exponent, digit);
    }
};

class Number
{
    friend class Digit;

private:
    unsigned char GetDigit(int exponent) { ... };
    void SetDigit(int exponent, unsigned char value) { ... };

public:
    Digit operator [] (int exponent)
    {
        return Digit(*this, exponent);
    }
}

Digit 类中的运算符显然调用了一些私有 Number 的方法，这样用户就可以分配一个值并检索一个值。我也可以采取不同的行动，无论用户是否想要检索价值以及何时想要存储它。

然而，const 有一个问题。如果 Number 类实例是 const，则不能调用运算符 []，除非它也被标记为 const。但是，无法实例化 Digit 类，因为它需要 Number &，而传递 const Number &。

一种解决方案涉及使用 const_cast，但感觉就像使用 hack - 更不用说，删除 const 将允许用户使用 Digit 的运算符 = 修改数字实例。有没有办法解决这个问题，而不是使用 const_cast 或编写另一个类，比如 ConstDigit？

另一个问题：我不希望用户存储 Digit 的实例，因为它只是为了用户的舒适而提供的。私有复制构造函数阻止用户存储数字，例如：

auto digit = number[5];

但是，他仍然可以通过引用存储数字：

auto digit & = number[5];

该数字通过引用传递给 digit（请参阅 Digit 构造函数）以防止指针出现问题，但在这种情况下它不会阻止 AV：

auto number = new Number();
auto & digit = (*number)[5];
delete number;
digit = 12;

我可能会禁止用户在 Number 上使用 new 运算符，但也许还有另一种方法？

更长的答案，为什么我不能通过引用返回数字。

该数字被保存为两个独立的向量，一个用于整数部分，一个用于小数部分（我已经简化了相关示例，但在这里并不重要）。例如，

123.456

存储为

intPart : {3, 2, 1}
fracPart : {4, 5, 6}

如果用户请求第 100 位的数字，我只需检查它是否在数组边界之外并返回 0（因为 - 正如我所提到的，10 = 0010 = 00010 = ... 等等）

但是，如果用户希望设置数字，我必须扩展数组以填充所有剩余的指数，例如。

100 // user wants to set millions' digit to 5
5 [000] 100 // i have to add these empty digits

当然，我也可以在 [] 运算符中这样做。但是，如果用户决定将第 100 位设置为 0，我将不得不添加 98 位，如果他尝试这样做，我什至无法检查（并且该数字应该以最小可能的表示形式存储，两者都不前导零和尾随零存在）。我也没有办法在他分配后压缩存储空间。

当然，其中一种解决方案是删除 [] 运算符并使用 getter/setter。但重点是使类易于使用，并且 [] 运算符比一对 getter/setter 方法更能满足这个假设:)

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我将从你的第二个问题开始回答：如果你接受引用，你必须确保它在你想要访问它时仍然有效。在您的示例中，绝对不是这种情况。我认为这应该是一个简化的示例，以显示引用对象在通过先前存储的引用访问之前在某处被销毁的情况。你不能（直接）解决这个问题。

您也可以在 STL 中偶然发现这个“问题”。例如，如果您引用一个向量元素，然后在向量中插入一些内容，请注意该引用（可能）变得无效，因为容器内容可能由于新的内存分配而移动到其他地方。

我看到避免这种情况的唯一方法是使用智能指针。至少要保证对对象的访问是安全的。这不会让您访问新对象，如果某些代码更改您背后(*number)[5]的新数字替换。

Number现在开始您的第一个问题：目前，我看不到您打算如何在对象上设置某个数字。您确实有数字的赋值运算符，但由于Number::operator[]按值返回数字，因此您不能使用它来设置数字。

我假设我的（错误）理解只是由于代码示例不完整。请适当延长。现在，我假设Digita 的 s在' 构造Number函数中被初始化，并且你的只是用于访问。Numberoperator[]

一般来说，您可以只创建一个const返回的所述运算符的版本const Digit。如果您不能 100% 确定对象不是 const，请不要使用const_cast删除。const否则，您将获得未定义的行为。但是，使用向/从非常量对象const_cast添加/删除是安全的。const这对于重用代码const和非const访问方法很有用。非const方法可以添加const、调用const访问方法，然后安全地const从返回值中删除（嗯，这取决于您的实现）。有关详细信息，请参阅 Scott Meyers 的“Effective C++”。

也就是说，我必须补充一点，我通常希望在调用时引用对象operator[]，这可能允许我更改对象（例如：std::vector或std::map）。如果它仅用于只读访问，则通过 const 引用或 const 值而不是（非 const）值返回。否则，错误如

Number[5] = 12;

会发生并被忽视。读者会假设12已分配给 Digit stored in Number[5]。事实上，它只是存储在一个副本中说的Digit。如果Number::operator[]只返回const Digit，编译器会捕获它。

编辑

我知道您如何按值返回但仍修改原始数字。但是，我仍然觉得这个界面不直观。在大多数情况下，为您的类提供运算符是明智的，前提是它提供一致的、甚至更好的、直观的行为。查看您的operator[]声明，我只看到它Digit按值返回。你的界面告诉我，我得到一个副本。没有办法看到它在内部仍然修改了我的Number对象。

因此，我认为如果使用 getter/setter 方法，界面会更清晰。

于 2012-04-17T07:25:18.743 回答