查找矩阵实现的 [] 运算符中的设计缺陷

Finding design flaws in [] operator of a matrix implementation

本文关键字：缺陷 运算符 实现 查找      更新时间：2023-10-16

在C++程序中，这里有两个运算符标题用作未显示的矩阵实现的 setter 和 getter。

double* Matrix::operator[](unsigned int row) const throw (MatrixException);
double* Matrix::operator[](unsigned int row) throw (MatrixException);

在不进一步了解上述运算符的实现的情况下，只需查看如何定义上述运算符，如果同时实现这两种方法，矩阵程序中的设计缺陷是什么。

关于 [] 运算符如何工作的说明： 矩阵设置如下：

Matrix *a = new Matrix(1,2); //matrix with one row and two columns
a[0][0] = 3.0; 
a[0][1] = 2.3;
//to access a matrix value
double* b = a[0][1];
delete a;

编辑：你会在运算符定义中更改什么来修复设计缺陷？

第一个设计缺陷是使用了异常规范，在 C++11中已弃用。

第二个设计缺陷是，你可以索引行列之外，而类无法检查它。 即，

Matrix a( 1, 2 );
double b = a[0][4];

通过使用代理可以进行边界检查。

struct Matrix {
struct Column {
double operator[](unsigned int column);
};
Column operator[](unsigned int row);
};

最后，你的例子完全是假的。您将a声明为指针，因此当您下标a[0][0]时，您实际上是先下标指针，然后是行。

有一些缺陷。

最明显的一个是不必要的使用动态内存和手动内存管理。任何时候你看到delete你几乎知道有什么不对劲，任何时候你看到new你应该怀疑。

Matrix a(1, 2); // no new needed
a[0][0] = 3.0;
a[0][1] = 2.3;
double * b = a[0][1];
// no delete needed

这可以完全防止内存泄漏。它还避免了您包含的未实际索引数组的错误(您需要使用(*a)[0][0]来获取第一个元素)。

其次，应返回对值的引用，而不是指针。

第三，你应该是一个返回值并将两个索引作为参数的函数，而不是重载一个operator[]来返回一个数组，然后你必须再次取消引用。 http://www.parashift.com/c++-faq/matrix-subscript-op.html

这允许您检查边界，假设Matrix知道自己的大小(它必须存储两个整数数据成员)。

double const & Matrix::at(size_t const row, size_t const column) const {
check_bounds(row, column);
return implementation_detail();
}

具有明显的double &版本实现。就目前而言，您的const成员函数版本返回double *，而不是通过返回double const *使const传递(尽管引用仍然是首选)。

另一个潜在的缺陷是，像Matrix这样的泛型类可能应该在类型上参数化：

template<typename T>
class Matrix {
public:
typedef T value_type;
...
};

因此，您的示例实际上是使用Matrix<double>作为类型。

最后，我会对异常规范说不。它们往往会导致比修复更多的错误，这就是它们在 C++11 中被弃用的原因。

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