C++：使用复数共轭代理 set/get 数组值

Question

我正在为 Hermitian matrices 写 class。这是一个只有 n*(n+1)/2 个独立复数的复数矩阵（忽略关于对角线完全为实数的细节）。

我的计划是只写上三角元素，其中行数与列数比较满足条件满足规则：row >= column。但是，这需要代理之类的东西吗？我不确定如何实施。问题是：

假设我实现了成员函数at(int row, int column)来访问一个元素。

template<typename T>
std::complex<T>& HermitianMatrix<T>::at(long row, long column)
{
    if(row >= column)
        return this->_matrix[ElementIndex(row,column)];
    else
        return std::conj(this->_matrix[ElementIndex(column,row)]);
}

其中 ElementIndex 将 row 和 column 输入转换为数组 std::complex<T>* _matrix = new std::complex<T>(...) 中的位置。当然这个方法returns有参考意义。您在上面看到的代码不适用于矩阵的下三角部分，因为返回后引用消失了。

什么是正确和最有效的实现方法，这样我有某种 "pipe" 的下三角矩阵部分总是通过 std::conj 进行设置和获取？

如有需要，请索取更多信息。谢谢。

Answer 1

考虑到 std::conj() 没有 return 引用，您有两个选择：

不要return函数中的引用，而是值
实现您自己的 std::conj() 函数版本，return作为参考

Answer 2

您可以实现属性 class 和 return 这个 class 的对象。

template <typename T>
struct ComplexGetter {
  std::complex<T>* ref;
  std::complex<T> conj;

  ComplexGetter(std::complex<T>& reference) : ref(&reference) {} 
  ComplexGetter(const std::complex<T>& conjugate) : ref(nullptr), conj(conjugate) {}

  operator std::complex<T>() const { return ref ? *ref : conj; }
  operator=(const std::complex<T>& source)
    { if (ref) *ref = source;
      else { ... /* do something */ }
    }
};

可赋值自动转换

Answer 3

按照 Franck 的示例，我建议 return 包装器 class（或结构）包装对元素的引用并记住布尔标志以记住是否需要连接数字.

类似于[注意：未测试]

template <typename T>
struct cWrapper
 {
   bool              c;
   std::complex<T> & r;

  cWrapper (bool c0, std::complex<T> & r0) : c{c0}, r{r0} 
   { }

  operator std::complex<T>() const
   { return c ? std::conj(r) : r; }

  cWrapper & operator= (const std::complex<T> & r0)
   { 
     r = ( c ? std::conj(r0) : r0 );

     return *this;
   }
 };

并且您的函数可能会变成[编辑：在问题中进行相应编辑后修改（row/column 其他情况的反转）]

template<typename T>
cWrapper<T> HermitianMatrix<T>::at(long row, long column)
 {
    if(row >= column)
        return cWrapper<T>(false, this->_matrix[ElementIndex(row,column)]);
    else
        return cWrapper<T>(true, this->_matrix[ElementIndex(column,row)]);
 }

C++：使用复数共轭代理 set/get 数组值

C++: Proxy to set/get array value with a complex conjugate

c++

reference

proxy-classes

c++11

c++14