c++でのクラス設計について

質問

今，c++で色を表すクラスを作っています．
　色とはいっても，RGBやXYZなどいろいろな色がありますよね？もし，「各成分の合計を求める」なんて言う関数を作ろうと考えるとすると（必要ないですが^^…）RGBに対しても，XYZに対しても，というように２つ以上作るのは面倒です．そこで，n成分を持つ色のクラスというものを作って，そのクラスを継承して，RGB, XYZなどを表せないかと考えました．
　つまり…
class color3{
double data[3];
~~~~~~
};

class rgb : public color3{
~~~~~~
};

class xyz : public color3{
~~~~~~
};
（実際color3はtemplateクラスで，double data[3]もポインタを使って要素数を変更できるようにしています．）

もちろんこの方法で正常に動いていますが…．これではrgbクラスの変数cを宣言して，成分を参照するときに，赤色ならc.data[0]，緑色ならc.data[1]というように，data[~]で参照しなければなりません．しかし，これでは見にくいと思っています><．できるなら赤色ならc.r, 緑色ならc.gというように参照したいです．もちろん派生クラスの中にdouble r, g, b;　と宣言すればいいのですが…
．そうしてしまうと，一番最初の目的が達成できません．ポインタを使ったり，メンバの値を取得する関数（getR(), getX()みたいな…）を作れば解決できますが，この方法を使うと*(c.r), c.r()のような参照をしなければならず，「c.r」というようなきれいな参照はできません．贅沢を言っているようではありますが．c.rと表せるようなクラスの設計の仕方はあるでしょうか？
　現在ぼんやりと考えているのは
class color3{
double data[3];
~~~~~~~
}:

class rgb : public color3{
double &r = data[0];
double &g = data[1];
double &b = data[2];
~~~~~~
};

class xyz : public class3{
~~~~~~
};

のように，参照変数を使えないか，と思っています．もちろん上の方法ではコンパイルエラー
となりましたが><

　質問が長くなってしまいすいません><
　よろしくお願いします．

必要ないかもしれませんが参考までに…
【環　　境】MaxOS 10.6
【言　　語】c++
【開発環境】Xcode
【 レベル 】プログラミング歴6年　c歴4年 c++歴1年の大学１年です

回答No.1

επιστημη（@episteme） · ベストアンサー

これ↓ではいかがです?

#include <iostream>
using namespace std;

class color3{
public:
double data[3];
};

class rgb : public color3{
public:
double &r;
double &g;
double &b;
rgb() : r(data[0]), g(data[1]), b(data[2]) {}
};

int main() {
rgb x;
x.data[0] = 1.23;
cout << x.r << endl;
x.g = 4.56;
cout << x.data[1] << endl;
}

お礼

試してみると，上手くいきました(^^)/
　コンストラクタを使うって言う感覚が頭になかったです><
　これでわかりやすく表せそうです^^
　ありがとうございました

回答No.3

qwertfk

class color3
{
public:
　virtual double* data() = 0;
　double& data(int idx) { return data()[idx]; }
};

class rgb : public color3
{
public:
　double r, g, b;

public:
　virtual double* data() { return &r; }
};

class xyz : public color3
{
public:
　double x, y, z;

public:
　virtual double* data() { return &x; }
};

これでも大体要求を満たせるのではないかと思うのですが、いかがでしょうか。

お礼

仮想メンバを使うって言う手があったんですね．
　１度試してみます^^
　回答ありがとうございました

回答No.2

麻野 なぎ（@AsanoNagi）

クラスを設計するとき、特に何かを継承するとき、「本質的な部分は何か？」というのを常に意識しなければなりません。

この例だと、そもそも、color3 というクラスは何者でしょうか？
色を表す基底クラスですか？
だとすると、どのあたりが「色」の性質なのでしょう？

もし、本当に「色」を表すものなら、色としての本誌的な情報を持っているはずなので、これを継承する rgb などのクラスと相互に変換できる必要があるでしょう。

もしかしたら、これは、単なる「N個の数値に関するいろいろな演算をまとめた」クラスかもしれません。
この場合だと、いろいろな色を表すのに共通して使うかもしれませんが、「色」ではありません。
この場合、直接継承するのではなく、メンバーとして持つほうが間違いがありません。

calss color3 // たぶん、名前は変えた方がいい
{
};

class rgb
{
private:
color3 basicList;

public:
double r;
double g;
double b;
}

です。

また、本当は、「色」という機能を持った場合、r の値を変更するといろいろと副作用があるはずです。
全体としての明るさが変わるとか。
そういうつじつまあわせを確実に行うためには、r, g ,b を public: なメンバーにするよりも、getter や setter 経由で使う private: なメンバーにしておく方が安全です。

また、共通の「色」のクラスから継承したとしても、r, g b, というものをあからさまにしてしまう時点で、x, y, z とのインターフェイスは、完全に同じというわけにはいきません。

このあたり、何を本質的とするか、何を固有のものとするかというのも考えるべきところです。

お礼

やはり要素はprivate:で宣言しておいた方が，安全なんですね．いつもめんどくさがってpublic:で宣言してしまうので気をつけなければなりません><
　回答ありがとうございました