有没有更好的方法来实现成员函数 row() 的 const 版本而不使用 const_cast？

如何解决有没有更好的方法来实现成员函数 row() 的 const 版本而不使用 const_cast？

示例来自 std::slice 和 std::slice_array 的使用演示：

https://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/valarray/slice

https://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/valarray/slice_array

我应该如何正确定义成员函数 row() 的 const 版本？下面的代码可以编译，但它使用 const_cast。如果您能提出任何建议，我将不胜感激。

#include <iostream>
#include <valarray>
class Matrix {
    std::valarray<int> data;
    int dim;
 public:
    Matrix(int r,int c) : data(r*c),dim(c) {}
    int& operator()(int r,int c) {return data[r*dim + c];}
    std::slice_array<int> row(std::size_t row) {
        return data[std::slice(dim*row,dim,1)];
    }
    const std::slice_array<int> row(std::size_t row) const {
        return const_cast<std::valarray<int>&>(data)[std::slice(dim*row,1)];
    }
};
int main()
{
    Matrix m(3,3);
    int n = 0;
    for(int r=0; r<3; ++r)
       for(int c=0; c<3; ++c)
           m(r,c) = ++n;
    
    const Matrix m2(m);

    for(int r=0; r<3; ++r) {
        for(int c=0; c<3; ++c) {
            std::cout << m(r,c) << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    // non-const
    std::slice_array<int> isa = m.row(0);
    std::valarray<int> iva(isa);
    for (auto elem : iva) { std::cout << elem << std::endl;} 
    
    // const
    const std::slice_array<int> isa2 = m2.row(0);
    const std::valarray<int> iva2(isa2);
    for (auto elem : iva) { std::cout << elem << std::endl;} 

    return 0;
}

如果成员函数定义如下：

    const std::slice_array<int> row(std::size_t row) const {
        return data[std::slice(dim*row,1)];
    }

然后产生以下错误信息：

valarray_demo.cpp:13:16: error: no viable conversion from returned value of type '__val_expr<__slice_expr<const std::__1::valarray<int> &> >' to function return type 'const std::slice_array<int>'
        return data[std::slice(dim*row,1)];
               ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin/../include/c++/v1/valarray:1149:28: note: candidate constructor (the implicit copy constructor) not viable: no kNown conversion from
      '__val_expr<__slice_expr<const std::__1::valarray<int> &> >' to 'const std::__1::slice_array<int> &' for 1st argument
class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS slice_array

测试： macOS 卡特琳娜； Apple clang 版本 11.0.3 (clang-1103.0.32.29)

解决方法

请注意，在返回值类型 const std::slice_array<int> 中，顶级 const 限定符被编译器忽略，因此实际返回类型为 std::slice_array<int>。 The same rule applies to function parameters.

您可能需要对常量元素的切片，而不是对可变元素的常量切片。

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std::valarray doesn't offer slices to constant elements：

std::slice_array<T> operator[](std::slice slicearr);
std::valarray<T>    operator[](std::slice slicearr) const;

const 版本返回元素的副本，因此根本无法实现将切片返回到常量元素。

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std::valarray 是一个奇怪的野兽，长期被放弃的 C++ 标准库中线性代数支持的尝试。对于生产代码，您可能喜欢使用 Eigen 库：Eigen is a C++ template library for linear algebra: matrices,vectors,numerical solvers,and related algorithms。