如何使外部定义的函数在 C++ 类中可用？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何使外部定义的函数在 C++ 类中可用？

【英文标题】：How do I make an externally defined function available in a C++ class?

【发布时间】：2019-11-12 23:51:58

【问题描述】：

我有一个与 Armadillo 包一起使用的类来创建特定类型的矩阵。我在调试它时遇到了麻烦，所以我想使用我编写的一个名为Matlab_Print 的函数。它存在于自己的 .h 和 .cpp 文件中，并在我的代码中使用。类和函数都可以完美运行，但我似乎无法将它们结合起来。

我在类定义之前和之后都在SU3.h 中尝试过#include "Matlab_Print"。我真的不想让函数成为类函数，因为我经常使用Matlab_Print。我确实有一个解决方法，但它很不方便，而且无论如何我认为这是一个学习机会。

在调用SU3 构造函数时，我使用try 捕获错误消息，我得到以下信息：

错误：Mat::init()：大小是固定的，因此无法更改

main.cpp

#include "pch.h"
#include <new>
#include <exception>
#include "SU3.h"

int main(int argc, char *argv[])

    int icount  0 ;
    SU3 *su3[10];

    try
    
        for (icount = 0; icount < 10; icount++)
        
            su3[icount] = new SU3(0.1);
        
    
    catch (int param)  cout << "Function " << __func__ << " int " << param << " exception in memory allocation for su3" << std::endl; exit(1); 
    catch (char param)  cout << "Function " << __func__ << " char " << param << " exception in memory allocation for su3" << std::endl; exit(1); 
    catch (...)  cout << "Function " << __func__ << " exception in memory allocation for su3" << std::endl; exit(1); 

    return 0;

SU3.h

#include "pch.h"
#include "SU3.h"
#include <armadillo>
#include "Matlab_Print.h"

class SU3

public:
    arma::Mat<cx_double>::fixed<3, 3> *X;
    SU3(const double epsilon);
;

SU3.cpp

SU3::SU3(const double epsilon)  // simplifed so that epsilon plays no role

    const std::complex<double>    o 1.0 , 0.0 ;    // complex 1
    const std::complex<double>    z 0.0 , 1.0 ;    // complex 0

    X = new arma::Mat<cx_double>::fixed<3, 3> fill::zeros ; //// solution to problem: define and initialize pointer ////

    *X =        o, z, z,
             z, o, z,
             z, z, o ;

    Matlab_Print(*X, "SU3");        // this is the line I wish to use

Matlab_Print.h

#include <armadillo>
#include <complex>

void Matlab_Print(arma::Mat<cx_double>::fixed<3, 3> Matrix, std::string T);

Matlab_Print.cpp

#include "pch.h"
#include "Matlab_Print.h"

void Matlab_Print(arma::Mat<cx_double>::fixed<3, 3> Matrix, std::string T)

    std::cout << std::endl;

    std::cout << "RE = [" << std::real(Matrix(0, 0)) << "   " << std::real(Matrix(0, 1)) << "   " << std::real(Matrix(0, 2)) << ";   ";
    std::cout << std::real(Matrix(1, 0)) << "   " << std::real(Matrix(1, 1)) << "   " << std::real(Matrix(1, 2)) << ";   ";
    std::cout << std::real(Matrix(2, 0)) << "   " << std::real(Matrix(2, 1)) << "   " << std::real(Matrix(2, 2)) << "];  " << std::endl;

    std::cout << "IM = [" << std::imag(Matrix(0, 0)) << "   " << std::imag(Matrix(0, 1)) << "   " << std::imag(Matrix(0, 2)) << ";   ";
    std::cout << std::imag(Matrix(1, 0)) << "   " << std::imag(Matrix(1, 1)) << "   " << std::imag(Matrix(1, 2)) << ";   ";
    std::cout << std::imag(Matrix(2, 0)) << "   " << std::imag(Matrix(2, 1)) << "   " << std::imag(Matrix(2, 2)) << "];  " << std::endl;

    std::cout << T << " = RE + 1i*IM;" << std::endl;

感谢您的耐心等待。我希望这就是您需要的所有信息。

【问题讨论】：

你是对的，我的错。我想构造一个矩阵 X，然后希望在运行时以 MATLAB 格式打印出来。如果我在 SU3.h 中 #include "Print_Matlab" 程序编译成功，但会出现我上面指出的运行时错误。如果我删除#include 和对 Print_Matlab 的函数调用（见下文），它会编译并完美运行（好吧，它完美地给了我错误的答案:) 无论如何）。

我希望这可以澄清问题而不会过于简单

一次只问一个问题，并提供所有必需的信息，以便我们能够为您提供帮助。正如所写的那样，我们缺少太多信息，无法真正帮助您，除非可能会做出与您的实际问题相关或不相关的任意猜测。例如，您确定应该通过副本将参数传递给 print 函数吗？我们无法真正分辨，因为我们没有部分代码。另外，如果您在调用构造函数时遇到错误，请告诉我们在哪一行。

我希望我最近的编辑能够澄清编码问题。这编译得很好，但给了我上面显示的运行时错误。如果我从 SU3.h 和 SU3.cpp 中删除对 Matlab_Print 的所有引用，它工作正常。不幸的是，没有给出行号作为参考，但我通过在 main.cpp 的循环中打印 icount 知道 icount = 0 会发生错误，因此它在第一个构造函数调用时被轰炸。

您在 SU3::SU3 中有未定义的行为，因为您在没有先初始化的情况下取消引用 X。

【参考方案1】：

正如@uneven_mark 所指出的，您在SU3::SU3 中有未定义的行为，因为您在没有先初始化的情况下取消引用X。你可能不想要一个指针。

注意你不需要需要new 来创建类类型的对象。

class SU3

public:
    arma::Mat<cx_double>::fixed<3, 3> X;
    SU3(const double epsilon);
;

using namespace std::literals::complex_literals;

SU3::SU3(const double epsilon)
  : X(  1, 1i, 1i ,
         1i, 1, 1i ,
         1i, 1i, 1  ) // prefer member initialisers over assingments

    Matlab_Print(X, "SU3");

【讨论】：

非常优雅的解决方案，我也会在代码中尝试一下。