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我想知道，假设我有一些大对象，比如一个矩阵，并且我想提供一些功能来以某种方式修改这个对象（在矩阵的情况下，我们可能希望反转矩阵）。

实现反转功能的最佳方法是什么？

想到四个选项：

  1. 我们可以有一个成员函数 Matrix::invert() 来反转自身。
  2. 成员函数可以构造一个新的倒置矩阵（类似于std::string::substr）
  3. invert 可以是一个接受和修改引用的非成员函数：void invert(matrix& m)
  4. invert 可以是一个非成员函数，它按值获取一个矩阵，反转它，然后返回它：matrix invert(matrix m)

现在，第四个选项对我来说似乎是最好的，因为如果用户希望保留原始矩阵，则不会修改原始矩阵：
auto m = matrix{};
auto m2 = invert(m);

如果他们只想要倒置矩阵，他们可以这样做：
auto m = matrix{};
auto m2 = invert(move(m));
或者
auto m = invert(matrix{})（这应该是有效的，因为新构建的矩阵将被移入倒置，修改，然后 rvo'd 或移出到 m）

但这违背了影响类表示的操作应该作为成员函数实现的想法。所以理想情况下，我想要一种实现成员函数的方法matrix& matrix::invert()，如果它在右值上被调用，它会修改父矩阵，但如果它在左值上被调用，它会保持原样并返回一个新矩阵。这会是正确的方法吗？以及如何实施？

另一种选择可能是实现一个修改原始成员的成员，以及一个“做正确的事情”的非成员，具体取决于参数是右值（在这种情况下它将被移动）还是左值（在这种情况下将制作一份副本）。这仍然有两个缺点：

  1. 更多代码，因为现在我们有两个反转函数
  2. 链接很尴尬，因为我们可能想说 m.invert() 但不想修改原始矩阵。

示例：https ://gist.github.com/mfaizan/6631482

谢谢！

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您可能还需要考虑另一种可能性：

bool invert (Matrix &);

矩阵可能被确定为奇异矩阵，在这种情况下返回false并保持矩阵不变。你需要某种方式来报告这种情况。

无论您使用 Cramer 规则等，对于小矩阵、缩放（部分）旋转，还是对于大矩阵更有效的方法，总是存在精度限制。也就是说，结果将受到矩阵条件的影响。关键是 - 即使矩阵在数学上是可逆的 - 浮点运算也可能不会产生逆。

“表达式”最通用的形式可能是：Matrix invert (const Matrix &);- 如果您有移动构造函数/赋值运算符。也许有一个Matrix::Singular例外类。

于 2013-09-20T02:23:17.630 回答
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很容易想象需要破坏性和非破坏性版本的功能。例如，链表的破坏性反向可能更有效，因为它不需要复制容器值。而且毫不奇怪，STL 有reverse（破坏性）和reverse_copy（非破坏性），list还具有reverse（破坏性）成员函数。

也很容易想象可以基于某些受限接口实现的功能，但通过了解类内部知识可以大大提高其效率。例如矩阵是否稀疏。我认为在这种情况下，拥有一个将参数类型分派给辅助函数的通用接口是正常的。

于 2013-09-20T01:34:15.683 回答
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当然，这一切都取决于，但同时具有变异动作和产生新对象的动作通常很有用。前任。您的 m.invert() 方法可以就地修改矩阵。它可能比创建新矩阵更有效（它可以更改现有值而无需分配内存）。然而，有一种方法可以创建与原点断开连接的新对象。

您在 std::string 上看到了这种模式：

string orig("abcd");
orig += "efgh";

这会使原始字符串发生变异，并且可能能够避免内存重新分配。但是，您也可以创建一个全新的字符串：

string newStr = orig + anotherStr;
于 2013-09-20T01:38:29.427 回答