C++ で MatB(':', 0) = MatA(':', 0); を実装する

概要

  この投稿では，C++ で行列の行や列のコピーを簡便に記述するために，演算子のオーバーロードを組み合わせ， MatB(':', コピー先の列数) = MatA(':', コピー元の列数); や MatB(コピー先の行数, ':') = MatA(コピー元の行数, ':'); のような記法を目標とする．これは，Python などの高級言語に似せた記法である (※要確認)．

要求仕様

■ 行列の列コピーを MatB(':', コピー先の列数) = MatA(':', コピー元の列数); と記述できるようにする．
■ 行列の行コピーを MatB(コピー先の行数, ':') = MatA(コピー元の行数, ':'); と記述できるようにする．

実装方法

  まず，'()' 演算子をオーバーロードして，必要な列のコピー (ColCopy) にデータを，ColCopy クラスとして返却 (return) する． 次に，ColCopyクラスでオーバーロードされた '=' 演算子が，'=' の左右の ColCopy クラスから，データを受け取り，データをコピーする． (ColCopy クラスを経由するのは，受け取るクラスによって '=' 演算子動作を変更するためである．) '=' 演算子の左辺は this ポインタで，右辺は '引数として' それぞれ取得される．

ソースコード

  下記に示す通り，要求仕様を満たすコードを実装した．

古い実装 (この投稿の実装): github.com/admiswalker/~/MatrixStore_Ver00.00_01
新しい実装: github.com/admiswalker/MatrixStore    

実行結果

./main.cpp
実行結果

$ ./exe
MatA =
0.000000         1.000000        2.000000
3.000000         4.000000        5.000000
6.000000         7.000000        8.000000

MatB =
1.000000         0.000000        0.000000
4.000000         0.000000        0.000000
7.000000         0.000000        0.000000

MatB =
0.000000         1.000000        2.000000
4.000000         0.000000        0.000000
6.000000         7.000000        8.000000

まとめ

  演算子のオーバーロードによって，要求仕様を満たす演算を実装した．

今後の課題

  値の受け渡しが煩雑になっているため，ベンチマークを取ると，処理にオーバーヘッドが発生している可能性がある． また，MatB('0:1', 0) = MatA('0:1', 1); のような記述も実装可能ではあるが，この場合，文字列処理が発生するため，処理が遅くなる可能性がある． ただし，こうしたオーバーヘッドは，呼び出し回数が少ない場合は，それほど大きな問題にはならないはずである． 現在 ':' 記号の受け渡しを想定しているが，実際のところコンパイラでは型の確認しか行えないので， 記述を統一する意味では，実行時のエラーチェックが必要となる．(ただし，実際にこれを実装すると，オーバーヘッドとなる．) しかしながら，上記の MatB('0:1', 0) = MatA('0:1', 1); のような処理を実装するのであれば，いずれにしても確認を行う必要に駆られる．