为vector<double>类重载*、+、-运算符

Question

我正在编写一个Line类，用于数值计算方法，并希望使用这些运算符（*、+、-）使我的代码更易读和理解。

        #include <vector>

        using namespace std;

        typedef vector<double> Vector;

        class Line : public Vector
        {
        public:
            Line();
            ~Line();

            Line operator+(Line);
            Line operator-(Line);
            Line operator*(double);
        };


        Line Line::operator*(double alfa)
        {
            Line temp;
            int n = size();
            temp.resize(n);
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                temp.at(i) = this->at(i)*alfa;
            }
            return temp;
        }

        Line Line::operator+(Line line)
        {
            int n = size();
            Line temp;
            temp.resize(n);
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                temp.at(i) = this->at(i) + line[i];
            }
            return temp;
        }

        Line Line::operator-(Line line)
        {
            int n = size();
            Line temp;
            temp.resize(n);
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                temp.at(i) = this->at(i) - line[i];
            }
            return temp;
        }


        int main()
        {
            return 0;
        }

能否从Vector类重载这些运算符？我应该使用函数（或方法）而不是运算符吗？还有其他建议吗？

附注1：我使用Visual Studio 11作为编译器。

附注2：我没有将项目开始为“win32项目”，它是控制台应用程序。

我遇到了以下错误：

Error   1   error LNK2019: unresolved external symbol "public: __thiscall Line::Line(void)" (??0Line@@QAE@XZ) referenced in function "public: class Line __thiscall Line::operator*(double)" (??DLine@@QAE?AV0@N@Z) C:\Users\Lucas\Documents\Visual Studio 11\Projects\test\test\test.obj   test


Error   2   error LNK2019: unresolved external symbol "public: __thiscall Line::~Line(void)" (??1Line@@QAE@XZ) referenced in function "public: class Line __thiscall Line::operator*(double)" (??DLine@@QAE?AV0@N@Z)    C:\Users\Lucas\Documents\Visual Studio 11\Projects\test\test\test.obj   test

- Lucas Da Rocha Souza

---

继承自std::vector是一个非常糟糕的想法。此外，您从未定义过您的构造函数/析构函数。 - chris

我应该只是做函数，还是你有其他的想法？ - Lucas Da Rocha Souza

通常最好只使用组合来处理标准容器。 - chris

运算符没问题，但使用聚合更好。 - lethal-guitar

使用像Boost.uBLAS这样已经具备所有功能的库，不要重复造轮子。 - Philipp

你看过 http://en.cppreference.com/w/cpp/header/valarray 吗？ - rici

Answer 1

你需要在全局范围内重载运算符：

vector<double> operator*(const vector<double>& v, double alfa)
{
    ...
}

vector<double> operator+(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
{
    ...
}

vector<double> operator-(const vector<double>& v1, const vector<double>& v2)
{
    ...
}

关于链接器错误，看起来你没有实现Line构造函数和析构函数。

- user1610015

---

在我未被询问的意见中，如果只接受非自己类型参数的运算符被重载，特别是在全局范围内，这并不是一个好主意，因为其他一些愚蠢的库可能已经做了同样的事情。 - Benjamin Lindley

@BenjaminLindley 是的，这就是为什么标准明确禁止 - 模板必须首先使用用户类型进行参数化。 - user1143634

Answer 2

您不应该从不适用于继承的std类中继承。从没有虚析构函数的类继承是非常危险的。

我建议您使用聚合：让您的Line类包含一个名为myVector_的vector类型成员，并以一种方式实现所需的运算符，使它们使用这个成员变量。

因此，您将所有对size()的调用替换为myVector.size()等：

Line Line::operator*(double alfa)
{
    Vector temp;
    int n = myVector_.size();
    temp.resize(n);
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        temp.at(i) = myVector_.at(i)*alfa;
    }
    return temp;
}

- lethal-guitar

---

我也尝试过，但主要问题在于[]运算符，我无法使其返回指针。 例如： A[i][j] = something.... 不起作用， 我必须输入类似以下的内容： A[i].v.at(j) = something... 才能使其正常工作。 感谢您提供的构造函数/析构函数信息，我之前并不知道。 - Lucas Da Rocha Souza

你的意思是什么？如果函数的返回类型正确，return myVector_[i]; 应该没有问题。 - lethal-guitar

或者你是想访问内部数组？只需使用&myVector_[0]或者如果你使用C++ 11，可以使用myVector_.data()。 - lethal-guitar

Answer 3

链接错误告诉您，您的代码缺少您声明的两个成员函数的定义 - 构造函数和析构函数：

Line::Line() {
    // Code of the constructor goes here
}

Line::~Line() {
    // Code of the destructor goes here
}

- Sergey Kalinichenko

Answer 4

正确的做法是在Line内部拥有一个Vector对象，而不是从Vector继承。通常从std::容器继承并不是一个好的数据...我非常确定“Line”实际上不是一个向量，它是一个“具有”向量。[“当你继承时”的规则是“X是Y”，当“X有一个Y”时，你创建一个组合对象 - 因此X内部有一个Y。]

您需要声明构造函数和析构函数以消除链接错误。

我还会使用const Line&作为您的数学运算输入，因为您从未更改输入。

- Mats Petersson