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有很多关于 C++ 中逗号运算符重载的帖子（问题）。大多数答案建议不要使用逗号运算符重载。我想编写一个语法与 Matlab 语言非常相似的 c++ 库。基本对象是 Matrix MX。我希望能够让库的最终用户编写如下表达式：

MX a = b(i);// get b elements at indices i 
b(i,j)= a; // set elements of b at indices i,j.

我有一个想法，关于如何使用保存指向 MX 对象的指针并保存索引 i,j 对象的代理类来使 setter 和 getter 像上面所写的那样工作。例如 b(i,j) 将创建一个代理对象 ProxMX(b,i,j)。然后我们定义一个方法将 ProxMX 分配给 MX 和 visversa（使用运算符 =），它们完成了获取和设置 b 的元素的艰巨工作。

我需要帮助来进行函数调用，例如：

(x,y,z)= ff(a,b,c)

其中 a、b、c 是输入参数（MX 对象），x、y、z 是输出参数。如果上述语法是不可能的，我可以考虑这样的语法：

ff((a,b,c), (x,y,z) )

我开始编写这个测试代码：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;




class MX {// Matrix 

public:
    MX(double va) {
        elem=va;// only one double for the moment to test the syntaxe
    }
    MX &operator ()(MX idx){ // get & set MX(i)
        return *this;//
    };
    MX &operator ()(MX idx1,MX idx2) { // get set MX(i,j)
        return *this;
    } ;
    friend ostream &operator<<(ostream &stream, MX a);

    double elem;

};

ostream &operator<<(ostream &stream, MX a)
{
  stream << a.elem ;

  return stream;
}

typedef vector<const MX > MXR;
class ArgList { // Proxy
public:
    //ArgList(const MX& a){
    //  data.push_back(a);
    //}
    ArgList() {};

    ArgList& operator , (const MX &a){
        data.push_back(a);
        return *this;
   }
   ArgList& operator =(ArgList& ins){
        for (int i=0 ;i <ins.data.size();i++)
            (this->data[i]).elem=ins.data[i].elem;
        return *this;
   };
    MXR data; 
};


ArgList operator , (const MX& a, const MX& b){
    ArgList out;    
    out.data.push_back(a);
    out.data.push_back(b);
    return out;
   }

ArgList ff(ArgList argins)
{

    int n = argins.data.size();
    MX a= argins.data[0];
    MX b= argins.data[1];
    MX x(a.elem+1.0);
    MX y(b.elem+10.0);
    MX z(a.elem+b.elem);
    return ( x, y , z);

}
void gg(ArgList argins, ArgList &argout)
{

    int n = argins.data.size();
    MX a= argins.data[0];
    MX b= argins.data[1];
    MX x(a.elem+1.0);
    MX y(b.elem+10.0);
    MX z(a.elem+b.elem);
    argout = ( x, y , z);

}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    MX a(1.0);MX b(2.0);MX c(3.0);
    MX aa = a(MX(3.0));
    aa(MX(2.0),MX(3.0))=MX(5.0);
    cout << "a=" << a << ",b=" << b << ",c=" << c << endl;
    MX x(0.0);MX y(0.0);MX z(0.0);
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    (x,y,z)= ff((a , b, c ));
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    gg((a,b,c) , (x,y,z));
    cout << "x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    return 0;
}

此代码使用 VS2010 Express 编译和运行没有错误:)。但正如预期的那样，它没有给出预期的结果，因为我需要在 ArgList 中保存对变量的引用，而不是将对象复制到向量中。我知道我们不能使用 std::vector 作为对象引用的容器。

为了使这些表达式可写并在 C++ 代码中工作的任何帮助。谢谢。

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3 回答 3

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我正在使用 C++11 为您概述一个解决方案（代码也经过测试），但这在 C++03 中是可行的（使用例如 Boost.Tuple）：

// Base case
template<typename Lhs, typename Rhs>
std::tuple<Lhs&, Rhs&>
operator,(Lhs& lhs, Rhs& rhs)
{
    return std::tie(lhs, rhs);
}

// General case when we already have a tuple
template<typename... Lhs, typename Rhs>
std::tuple<Lhs..., Rhs&>
operator,(std::tuple<Lhs...>&& lhs, Rhs& rhs)
{
    return std::tuple_cat(lhs, std::tie(rhs));
}

用法如下所示（假设此运算符位于 中namespace ns）：

// Declaration: note how ff must return a tuple
std::tuple<X, Y, Z> ff(A, B, C);

A a = /* ... */;
B b = /* ... */;
C c = /* ... */;
X x; Y y; Z z;

using ns::operator,;
// brackets on the left-hand side are required
(x, y, z) = ff(a, b, c);

以下是附带的注意事项：

  • 如您所见，您需要一个 using 声明来引入operator,范围。即使 types X, Y,Z位于operator,（启用 ADL）的相同范围内，std::tuple也不会。您可以执行类似的操作template<typename... T> struct tuple: std::tuple<T...> { using std::tuple<T...>::tuple; };（但是在 C++03 中不那么方便）在适当的命名空间中拥有自己的元组，以便以快速而简单的方式拥有 ADL。然而：

  • 重载运算符必须始终对至少一种用户定义类型进行操作。因此，如果 typesX和Y两者恰好是intor之类的类型double，那么您将获得默认值operator,。此类事情的通常解决方案是要求客户端执行类似(ref(x), ref(y), z) = ff(a, b, c);whereref将在适当的命名空间中返回类型的操作（再次出于 ADL 目的）。也许这种类型可以在std::reference_wrapper（或 C++03 的 Boost 版本）中实现，使用与元组相同的快速和肮脏的 hack。（你需要额外的重载operator,。）

总而言之，当类似

/* declaration of ff and variable definitions the same as before */
std::tie(x, y, z) = ff(a, b, c);

也许

/* this skips unnecessary default constructions of x, y, z */
auto tuple = ff(a, b, c);
using std::get;
auto& x = get<0>(tuple);
auto& y = get<1>(tuple);
auto& z = get<2>(tuple);

开箱即用（即使在带有 Boost.Tuple 的 C++03 中）。我在这件事上的建议是（无意）：保持简单，愚蠢！并使用它。

于 2012-04-24T09:53:57.620 回答
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在 C++11 中，您可以使用元组执行此操作：

std::tuple<some_type, another_type, yet_another_type> ff(...);

some_type x;
another_type y;
yet_another_type z;

std::tie(x,y,z) = ff(a,b,c);

如果您的编译器不支持，Boost.Tuple库非常相似，但如果没有可变参数模板的支持，可能会受到更多限制。

如果你真的想支持类似 的语法(x,y,z) = ff(a,b,c);，即使它在 Matlab 中看起来很合理，这可能会让 C++ 程序员感到困惑，那么你就快到了。您需要一个类似于您的单独类型ArgList（可能称为类似RefList），它包含指针而不是值，将这些指针从const对结果的非引用中初始化，并具有一个赋值运算符，该运算符接受一个ArgList（或其他一些值的集合）和通过指针分配每个元素。

您可能还想查看Boost.Assignment以了解如何使这种运算符重载工作。这有点麻烦；特别是，您不能重载仅作用于内置类型的运算符，这反而会限制该方法的实用性。就个人而言，如果 C++11 是一个选项，我会使用可变参数模板。

于 2012-04-24T09:55:49.100 回答
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谢谢大家的建议和反馈。这是一个使用 2 个代理的工作示例。ArgList 包含指向 MX 对象的指针，而 ArgCopyList 包含 MX 对象的副本。

从 matlab 用户的角度来看，c++ 语法(x,y,...)=myfunc((a,b,...))与 matlab 表达式非常相似[x,y,...]=myfunc(a,b,...)。但我的第一印象是，这种函数调用根本没有效率，因为返回的值被复制了，这可以通过引用传递输出来避免。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;

class MX {// Matrix 

public:
    MX(double va) {
        elem=va;// only one double for the moment to test the syntaxe
    }
    MX & operator = (const MX &src)
    {   elem = src.elem;
        return *this;
    }
    friend ostream &operator<<(ostream &stream, MX &a);

    double elem;

};

ostream &operator<<(ostream &stream, MX &a)
{
  stream << a.elem ;

  return stream;
}

typedef vector<MX *> MXR; // save pointers only 

class ArgCopyList { // copy the objects to a list
public :
    vector<const MX> data; 
    ArgCopyList(MX &a)
    {
        data.push_back(a);
    };
    ArgCopyList(MX &a, MX &b)
    {
        data.push_back(a);
        data.push_back(b);
    };
    ArgCopyList(MX &a, MX &b, MX &c)
    {
        data.push_back(a);
        data.push_back(b);
        data.push_back(c);
    };
    // do the same for bigger lists

};

class ArgList { // Proxy
public:

    ArgList() {};

    ArgList(const ArgList& src) 
    {
        data.clear();
        for (int i=0 ;i <src.data.size();i++)
            data.push_back(src.data[i]);
    }
    ArgList& operator , ( MX &a){
        data.push_back(&a);
        return *this;
   }

    ArgList  &operator= ( ArgList &src)
    {
        if (this == &src)
            return *this;
        data.clear();
        int n= src.data.size();
        for (int i=0 ;i <n;i++)
            data.push_back(src.data[i]);
        return *this;
    };


   ArgList& operator =( ArgCopyList& src){
        for (int i=0 ;i <data.size();i++)// TBD : must control the size of src & this->data here
            data.at(i)->elem = (src.data[i].elem);
        return *this;
   };
    MXR data; 
};


ArgList operator , (MX& a,  MX& b){
    ArgList out;    
    out.data.push_back(&a);
    out.data.push_back(&b);
    return out;
   }

// test function
ArgCopyList ff(ArgList argins)
{

    int n = argins.data.size();
    MX a= *(argins.data[0]);
    MX b= *(argins.data[1]);
    MX x(a.elem+1.0);
    MX y(b.elem+10.0);
    MX z(a.elem+b.elem);
    return ArgCopyList( x, y , z);

}


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

    MX a(1.0);MX b(2.0);MX c(3.0);
    cout << "a=" << a << ",b=" << b << ",c=" << c << endl;

    MX x(0.0);MX y(0.0);MX z(0.0);
    cout << "Argouts before calling (x,y,z)= ff((a,b,c)).\nx=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;

    (x,y,z)= ff((a , b, c) );

    cout << "Argouts after calling ff.\nx=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
    return 0;
}

/* output
a=1,b=2,c=3
Argouts before calling (x,y,z)= ff((a,b,c)).
x=0,y=0,z=0
Argouts after calling ff.
x=2,y=12,z=3
*/
于 2012-04-25T11:51:03.953 回答