Как написать accessor для 2D массива (private member)

У меня есть частный член класса под названием mat [3][3], и я хочу иметь возможность получить доступ к этому массиву 3x3 вне моего класса (только читать его, а не изменять). Можно ли написать метод доступа, который возвращает указатель на мой массив? Как я могу это сделать? Пожалуйста, предоставьте пример кода.

Вот мой класс: 

class myClass {
private:
    int mat[3][3];
public:
    return_value get_mat(void);
};

Я знаю, что могу использовать что-то вроде 

int get_mat(int i, int j);

Чтобы получить доступ к каждому int внутри массива по одному, но не было бы неэффективно вызывать метод доступа для каждого члена массива. массив?

2 6
c++ multidimensional-array accessor

2 ответа:

Можно ли написать метод доступа, который возвращает указатель на мой массив? Как я могу это сделать?

Вот один из способов: 

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>

class myClass {
public:

    const int* operator[](size_t i) const {
        return mat[i];
    }

    int* operator[](size_t i) {
        return mat[i];
    }

    int* get_mat() {
        return &mat[0][0];
    }

    const int* get_mat() const {
        return &mat[0][0];
    }

private:
    int mat[3][3];
};

int main()
{
    using namespace std;

    myClass m;
    m[0][1] = 6;
    cout << m[0][1] << endl;

    fill(m.get_mat(), m.get_mat() + 9, 11);
    copy(m.get_mat(), m.get_mat() + 9, ostream_iterator<int>(cout, ", "));
    cout << endl;

    return 0;
}

Но не будет ли неэффективно вызывать метод доступа для каждого члена массива?

К счастью, нет. в сборке релиза ваш компилятор оптимизирует все это гораздо лучше, чем вы, вероятно, можете себе представить.

Выразите свое намерение элегантно. Позвольте компилятору написать оптимальный код для вас (it будет).

Ожидаемый результат: 

6
11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11,

Поскольку мы начинаем конкретизировать класс matrix, мы, вероятно, захотим начать строить некоторые меры безопасности против переполнения буфера (этот код, вероятно, требует c++14)...

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <functional>
#include <random>
#include <cassert>

template<class T, size_t N>
struct safe_array_ref
{
    constexpr safe_array_ref(T* data) : _data(data) {}

    constexpr T& operator[](size_t i) const noexcept {
        assert(i < N);
        return _data[i];
    }

    constexpr T* begin() const {
        return _data;
    }

    constexpr T* end() const {
        return _data + N;
    }

    constexpr size_t size() const {
        return N;
    }

private:
    T* _data;
};

class myClass {
public:

    auto operator[](size_t i) const {
        // provide some degree of safety
        assert(i < extent_1);
        return safe_array_ref<const int, extent_2>(mat[i]);
    }

    auto operator[](size_t i) {
        // provide some degree of safety
        assert(i < extent_1);
        return safe_array_ref<int, extent_2>(mat[i]);
    }

    int* get_mat() {
        return &mat[0][0];
    }

    const int* get_mat() const {
        return &mat[0][0];
    }

    const int* begin() const {
        return get_mat();
    }

    const int* end() const {
        return get_mat() + total_extent;
    }

    int* begin() {
        return get_mat();
    }

    int* end() {
        return get_mat() + total_extent;
    }

    constexpr size_t size() const {
        return total_extent;
    }


private:
    int mat[3][3];

public:
    constexpr static size_t extent_1 = std::extent<decltype(mat)>::value;
    constexpr static size_t extent_2 = std::extent<std::remove_extent_t<decltype(mat)>>::value;
    constexpr static size_t total_extent = extent_1 * extent_2;
};

int main()
{
    using namespace std;

    myClass m;
    m[0][1] = 6;
    cout << m[0][1] << endl;

    generate(m.begin(),
             m.end(),
             bind(uniform_int_distribution<int>(0,99),
                  default_random_engine(random_device()())));

    // copy the whole matrix to stdout
    copy(m.begin(),
         m.end(),
         ostream_iterator<int>(cout, ", "));
    cout << endl;

    // copy one row/column of the matrix to stdout        
    copy(m[1].begin(),
         m[1].end(),
         ostream_iterator<int>(cout, ", "));
    cout << endl;


    return 0;
}

Пример вывода: 

6
76, 6, 39, 68, 40, 77, 28, 28, 76,
68, 40, 77,
9

Можно ли написать метод доступа, который возвращает указатель на мой массив?

Вы можете использовать этот уродливый синтаксис для возврата ссылки на ваш внутренний массив 

const int (&myClass::as_array())[3][3] const { return mat; }

Который можно упростить с помощью typedef: 

using int3x3 = int [3][3];

const int3x3& myClass::as_array() const { return mat; }

std::array это тоже хорошая альтернатива.

Но не было бы неэффективно вызывать метод доступа для каждого члена массива.

int myClass::get_value(int i, int j) const { return mat[i][j]; } вполне допустимо, должно быть встроено компилятором.

Если у вас есть чтобы получить доступ к каждому int из массива, почти все альтернативные приводят к одному и тому же ассемблерному коду.

Ловушкаэтого геттера заключается в том, что вы не можете использовать большинство алгоритмов из stl, которые работают с итератором вместо индекса.

Один из простых способов получить более простой iterator - это изменить размерность массива из [3][3] в [3*3] (и выполнить индексацию вручную).

0