c++ 具有多个类型的模板类中的运算符重载

dfuffjeb 于 2023-02-10 发布在其他

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我正在尝试构建一个模板化的向量类，它可以基于任何算术类型并使用它们进行数学运算。因此，应该允许Vec 3+ Vec 3。以下是我的声明：

template <typename T>
class Vec3 {
private:
    T _x, _y, _z;
public:
    static_assert(std::is_arithmetic_v<T>, "Type must be arithmetic");
    Vec3(T x, T y, T z);
    ~Vec3() = default;
    
    template <typename U, typename V>
    friend Vec3<T> operator+(Vec3<U> lhs, const Vec3<V>& rhs);    
};

我为这个函数写了两个定义（相同的hpp文件，但更进一步），一个是如果所有输入类型都相同，那么输出类型也应该相同，但如果其中一个不同，那么输出取决于：int+double-〉double，double+int -〉double，long+int -〉long，...你懂的。

template <typename T>
Vec3<T> operator+(Vec3<T> lhs, const Vec3<T>& rhs) {
    return Vec3<T>(T x, T y, T z);
}

template <>
Vec3<double> operator+(Vec3<int> lhs, const Vec3<double>& rhs) {
    return Vec3<double>(double x, double y, double z);
}

template <>
Vec3<double> operator+(Vec3<double> lhs, const Vec3<int>& rhs) {
    return Vec3<double>(double x, double y, double z);
}
...

我以为我会为所有允许类型的组合重载运算符+，但是我得到了一个错误：

error: template-id 'operator+><' for 'Color3<double> operator+(Color3<int>, const Color3<double>&)' does not match any template declaration

什么是正确的方法去设置任何数量的类型的可能组合？谢谢。

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/75367817/operator-overloading-in-templated-class-with-multiple-types

2条答案

按热度按时间

afdcj2ne1#

如果你想让任何两个基于Vec3的实体都能使用operator+，你可以添加一个friend来推导正确的返回类型：Vec3<decltype(U{} + V{})>：

template <typename T>
class Vec3 {
public:
    static_assert(std::is_arithmetic_v<T>, "Type must be arithmetic");

    Vec3(T x, T y, T z) : _x(x), _y(y), _z(z) {}
    ~Vec3() = default;

    // matches any two Vec3<>s
    template <class U, class V>
    friend Vec3<decltype(U{} + V{})> operator+(const Vec3<U>& lhs,
                                               const Vec3<V>& rhs);

private:
    T _x, _y, _z;
};

template <class U, class V>
Vec3<decltype(U{} + V{})> operator+(const Vec3<U>& lhs, const Vec3<V>& rhs) {
    return {lhs._x + rhs._x, lhs._y + rhs._y, lhs._z + rhs._z};
}

赞(0）回复(0）举报 2023-02-10

b4lqfgs42#

这并不是对所提问题的直接回答，而是演示了如果将数据组织成与范围兼容的形式，编写起来有多容易：

#include <array>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <utility>

template <typename F, typename... R>
auto vsum(F&& f, R&& ...ranges)
{
    return std::views::zip_transform(
        std::forward<F>(f), std::forward<R>(ranges)...
    );
}

int main()
{
    std::array<int, 3> u{ 1, 2, 3 };
    std::array<double, 3> v{ 6.1, 6.2, 6.3 };

    for (auto e: vsum(std::plus{}, u, v))
        std::cout << e << '\n';
}

Compiler Explorer link.
如果需要，可以添加类型约束，但是vsum(std::plus{}, ...)会自动为任何具有合适operator+的对象工作。
我把它改成变元的，因为为了快速演示，它实际上可以减少输入，但是将它固定为两个范围参数是没有问题的，显然它也可以毫不费力地推广到任意维数。

赞(0）回复(0）举报 2023-02-10

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