我想在cpp中实现python列表，但卡在重载下标运算符[]和逗号，[关闭]

Posted 2023-02-23

【中文标题】我想在cpp中实现python列表，但卡在重载下标运算符[]和逗号，[关闭]

【英文标题】：I want to implement python list in cpp, but stuck at overloading subscript operator [ ] and comma , [closed]

【发布时间】：2021-07-30 17:42:36

【问题描述】：

我想在cpp中实现puthon list，bug没有找到实现pyton的切片操作符的方法，例如：

list[3:7]   // sublist including item 3 included to item 7 excluded

由于冒号不是 cpp 中的运算符，我们不能重载它。所以我改变了我的实现以使用可重载的逗号，例如list[3,7]。我想我首先需要重载逗号运算符，然后重载[ ]运算符

但是在使用 2 个整数重载 [ ] 时出现错误：

Error is : operator[](int, int) must have exactly one argument   

请帮我解决问题。

【问题讨论】：

恐怕您无法获得任何语法。您是正确的，运算符 : 不能重载，但是要重载 , 运算符，您需要一个类对象（或枚举） - 您不能为整数等原始类型提供运算符重载。如果您可以与list(3, 7) 或list[3, 7] 一起生活，则可以这样做。

最接近你想要的就是重载operator()

这并不容易......唯一的选择是在rangev3中使用切片

确实，重复是不合适的：它不是关于二维索引，而是关于slicing，这也很困难，因为可能缺少较低或较高的操作数。

【参考方案1】：

C++ 标准对operator[] 施加了限制：

[over.sub]: operator[] 应该是一个只有一个参数的非静态成员函数。它实现了下标语法

(...) 下标表达式x[y] 被解释为x.operator[](y) (...)

但单个参数不必是标量。例如：

struct mylist 
    vector<int> oops  3,5, 7, 9; 
    int& operator[] (size_t i)  
        cout << "indexing overload"<<endl; 
        return oops[i]; 
    
    mylist operator[] (pair<int, int>p)  
        cout << "slicing overload from "<<p.first<<" to "<<p.second<<endl; 
        return mylist();    // just for proof of concept  
    
;

然后您可以按预期使用此列表：

mylist l; 
cout<< l[2] <<endl;  // (1) traditional indexing 
l[make_pair(3,5)];   // (2) will invoke the slice version 
l[4,8];            // (3) slice version as well

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但是，C++ 不是 python，所以你的代码的读者会对 (2) 和 (3) 的语法感到非常困惑。此外，我不是 python 专家，但我知道slice operator 可能比这更棘手，因为可能存在启动、停止和步进，并且任何这些组件都可能丢失。

所以我建议不要使用一对作为参数，而是创建自己的切片运算符参数。然后，您可以处理不同的构造函数和默认参数。它可能看起来像：

l[myslice(3, 5)];     // myslice is a class 
l[myslice(3, 4, 2)]; 
l[mysliceto(5)];      // mysliceto could be a function returning a myslice
                      // that is constructed using a default value for start 

但是由于这仍然是一个非常不寻常的索引方案，鉴于principle of least astonishment，我强烈建议采用 C++ 常规做法并简单地定义正确的成员函数，例如`

l.slice(3,5); 

这将是自记录的，毫无意外，并且易于消化，因为它接近众所周知的 string::substr() 语义