c ++ coding practice class vs. funzioni "gratuite"

Quando vuoi rappresentare concetti distinti, devi creare tipi separati. Sì, questo può venire con qualche piastra per il sovraccarico dell'operatore, ma avere tipi distinti può offrire vantaggi significativi lungo la linea.

std::vector è un array dinamico generico, non un vettore matematico (nonostante abbia preso in prestito il suo nome). Quindi sì, dovresti creare un tipo separato.

Se le operazioni che vuoi siano poi implementate come membri o come funzioni libere è una decisione progettuale separata. Raccomando di leggere Effective C ++.

La soluzione migliore sarebbe quella di sovraccaricare l'operatore.

vec operator+(const vec& rhs) const

è ciò che useresti per una dichiarazione, questa pagina la descrive in modo abbastanza dettagliato: link

Quindi potresti semplicemente dire:

vec a;
vec b;
vec c;

// Do stuff to initialize a and b

c = a + b;

Un vantaggio di una funzione gratuita nel tuo caso particolare è che puoi implementare sia l'aggiunta di vettori che i doppi

vec add(vec v, double d);

e vice versa

vec add(double d, vec v);

Questo non è possibile con le funzioni membro.

Le funzioni membro, tuttavia, hanno il vantaggio di poter accedere e persino modificare gli stati interni degli oggetti, il che può essere utile (generalmente, questa è la la ragione per scrivere i functors invece delle funzioni). Ma suppongo che nel tuo caso questo non sia né richiesto né nemmeno necessario.

Per quanto riguarda la possibilità di scrivere una classe wrapper o meno, è una domanda separata. Dipende dal fatto che il vettore debba avere uno stato aggiuntivo o funzioni membro che si desidera chiamare con la sintassi della funzione membro (ad esempio v.sort() ). A volte è solo più elegante scrivere sort(v) .

Ci sono anche un paio di altri problemi con il tuo codice. Innanzitutto, non vedo alcun motivo per far passare i vettori in giro per valori. Usa invece riferimenti const. In secondo luogo, l'algebra vettoriale è il classico esempio di dove usa l'overloading dell'operatore suggerisce se stesso.

Oh, e non dimenticare di scrivere l'operatore + = (è comodo e può essere implementato in modo più efficiente).

Il concetto alla base di std::vector è non quello di un vettore matematico, ma quello di una matrice di dimensioni dinamiche.

Aggiungendo un'operazione aritmetica ad esso, rende quelle operazioni disponibili a qualunque codice nel tuo sviluppo può usare std :: vector per fare altro che le operazioni di algebra lineare.

Per questo motivo, se hai bisogno di un vettore matematico, è meglio definire un nuovo tipo indipendente.

Ovviamente niente può impedirti di usare std::vector al suo interno per contenere i valori.

Se le operazioni devono essere membri o la funzione libera applicata a quel tipo ... è più una questione di gusti che altro: a.add(b) e add(a,b) hanno esattamente la stessa potenza semantica. Personalmente preferisco il secondo, poiché mette sia a che b allo stesso livello, o anche operator+(a,b) (in modo che tu possa scrivere a+b )

Quando implementi la matrice, tuttavia, pensa un po 'prima di implementarli come vector of vectors per vari motivi:

• se i vettori sono implementati a "dinamicamente considerevole" un vetore di vettori avrà tutte le righe indipendentemente considerevoli e memorizzate a vicenda separatamente con tutta la struttura (di solito tre puntatori) per seguirle. Per le matrici piccole, i vettori (come lo spazio 3d-proiettivo di 4 componenti) sono più sovradimensionati dei dati.
• Un vettore dinamico di vettori dinamici privilegia l'accesso per righe (o per colonne), ma una matrice deve essere in grado di invertire facilmente il proprio ruolo (cosa al prodotto di matrice Cij = Aik*Bkj )
• Le matrici sono esse stesse "spazi vettoriali" contro + - e scalare * e /.

È molto meglio pensare alle matrici come tipi indipendenti, implementato come un vettore semplice, accessibile esternamente con due indici, ma le cui operazioni di base sono implementate in termini di vettore interno.

Probabilmente arriverò a qualcosa del genere:

template<class T>
class vect
{
    std::vector<T> m;
public:    
    explcit vect(size_t n) :m(n) {}
    size_t size() const { return n; }
    T& operator[] (size_t i) { return m(i); }
    const T& operator[] (size_t i) const { return m[i]; }
};

template<class T>
vect<T> operator+(const vect<T>& a, const vect<T>& b)
{ 
    vect<T> z(a.size()); 
    for(size_t i=0; i<a.size(); ++i) 
        z[i] = a[i]+b[i]; 
    return z; 
}


template<class T>
class matrix
{
    vect<T> m;
    size_t R;
public:
    matrix(size_t r, size_t c) :m(r*c), R(r) {}
    matrix(const vect<T>& s, size_t r) :m(s), R(r) {}

    const vect<T>& as_vect() const { return m; }
    size_t rows() const { return R; }
    size_t cols() const { return m.size()/R; }

    T& operator()(size_t r, size_t c) { return m[r*cols()+c]; }
    const T& operator()(size_t r, size_t c) const { return m[r*cols()+c]; }
};


template<class T>
matrix<T> operator+(const matrix<T>& a, const matrix<T>& b)
{ return matrix<T>(a.as_vect()+b.as_vect(),a.rows()); }

Lo stesso può essere fatto sia per matrix che per vect su operator- , e unary + e - , nonché per operator*(vect<T>, T) e operator*(matrix<T>, T) (prodotto per scalare) e le controparti commutative operator*(T, vect<T>) e operator*(T, matrix<T>) .

Deve quindi essere implementato operator* int le varianti matrix*matrix , matrix*vect , vect*matrix .

Esistono altre tecniche più sofisticate per evitare la ripetizione di loop e le variabili locali all'interno delle funzioni (come la costruzione tramite lambda e i proxy vettoriali che formano espressioni di template da utilizzare per ottenere sezioni vettoriali come viste trasposte matrice e così via. .. ma potrebbe essere troppo lontano per quello che stai facendo)