c++ - 多维数组的C++ const_cast运算符

我正在寻找一种在C++ 11中为结构/类的多维数组成员封装重载const_cast运算符的方法，该多维数组成员定义对该成员的操作。我已经搜索过SO，但是我无法真正找到下文所述问题的答案。

具体来说，我正在处理在第三方C API中定义为typedef上的double[4][4]的4x4矩阵。 API还使用此矩阵提供功能。

该API如下所示:

typedef double ApiMatrix[4][4];

bool ApiMatrixFunction(ApiMatrix matrix)
{
    // .. some code
    return true;
}

我已经实现了MyMatrix结构来封装对此数据类型的操作:

struct MyMatrix
{
private:
//public:
    double m[4][4];

public:

    MyMatrix() { ... }

    // lots of operations and initialization members
    ....

    // overloading typical calculation operators +,-,*, ....
    ....

    // cast operator to the API data type
    operator ApiMatrix& ()
    {
        return m;
    }
};

当使用MyMatrix作为引用(MyCodeWithRef)时，此方法效果很好，但是使用它作为常量引用(MyCodeWithConstRef)会遇到麻烦。可能的解决方法是在函数中复制变量或提供对私有(private)数据的访问权，并通过const_cast<double(*)[4]>(matrix.m)将其强制转换为适当位置。

// Using MyMatrix reference
void MyCodeWithRef(MyMatrix& matrix)
{
    ApiMatrixFunction(matrix);
}

// Using MyMatrix constant reference
void MyCodeWithConstRef(const MyMatrix& matrix)
{

    // Unfortunately, this fails
    ApiMatrixFunction(matrix);

    // workaround 1: copy the matrix
    MyMatrix m = matrix;

    // workaround 2: use a cast operator in this function
    // requires access to the private m.
    ApiMatrixFunction(const_cast<double(*)[4]>(matrix.m));
}

两种解决方法都有明显的缺点，我正在寻找一种在const_cast结构中定义MyMatrix运算符的方法，以便可以对const和non-const引用使用相同的调用。

由于评论而添加:

为了更具体地说明我的问题，我想在const_cast中添加一种自定义MyMatrix运算符。如下所示(当然不起作用):

operator const ApiMatrix& () const
{
   return const_cast<double(*)[4]>(m);
}

最佳答案

选项A:

typedef double ApiMatrix[4][4];

class Matrix {
    ApiMatrix a;
public:
    operator ApiMatrix&() const {
        return const_cast<ApiMatrix&>(a);
    }
};

bool ApiMatrixFunction(ApiMatrix matrix)
{
    // .. some code
    return true;
}

// Using MyMatrix reference
void MyCodeWithRef(Matrix& matrix)
{
    ApiMatrixFunction(matrix);
}

// Using MyMatrix constant reference
void MyCodeWithConstRef(const Matrix& matrix)
{
    ApiMatrixFunction(matrix);
}

选项B:

typedef double ApiMatrix[4][4];

class Matrix {
    ApiMatrix a;
public:
    operator const ApiMatrix&() const {
        return a;
    }
};

bool ApiMatrixFunction(ApiMatrix matrix)
{
    // .. some code
    return true;
}

// Using MyMatrix reference
void MyCodeWithRef(Matrix& matrix)
{
    const ApiMatrix& a = matrix;
    ApiMatrixFunction(const_cast<ApiMatrix&>(a));
}

// Using MyMatrix constant reference
void MyCodeWithConstRef(const Matrix& matrix)
{
    const ApiMatrix& a = matrix;
    ApiMatrixFunction(const_cast<ApiMatrix&>(a));
}