带有返回类型推导的C++11运算符重载

C++ 11 operator overload with return type deduction

本文关键字：C++11 运算符 重载 返回类型      更新时间：2023-10-16

我有一个依赖于一种类型的模板类（例如template <typename T> class Vector）。现在，我想重载算术运算符，这样：

  • 我可以将它们与用两种不同类型实例化的Vectors一起使用
  • 以与模板实例类型相同的方式推导结果

示例：

Vector<float> fv = {1.5, 2.5};
Vector<int> iv = {1,2};
auto s1 = fv + iv;   // s1 MUST be of type Vector<float> == {2.5, 4.5}
auto s2 = iv + fv;   // s2 MUST be of type Vector<float> == {2.5, 4.5}

我认为，在一个实现矩阵、向量、多项式等的通用数学库中，这将是一个在可用性方面有所不同的功能。

我用C++11 找到了三种方法来获得这个结果

  1. ->表示法

    template <typename T, typename U>
auto operator +(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs)
    -> Vector<decltype(lhs[0]+rhs[0])>
{
    Vector<decltype(lhs[0]+rhs[0])> res(lhs);
    res += rhs;
    return res;
}

  2. declval

    template <typename T, typename U> 
Vector<decltype(std::declval<T>()+std::declval<U>())> 
operator +(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs)
{
    Vector<decltype(lhs[0]+rhs[0])> res(lhs);
    res += rhs;
    return res;
}

  3. declval作为默认类型arg

    template <typename T, typename U, 
          typename R = decltype(std::declval<T>()+std::declval<U>())> 
Vector<R> operator +(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs)
{
    Vector<R> res(lhs);
    res += rhs;
    return res;
}

在您看来，实现这样一个功能的最佳方法是什么？如果有第四个更好的解决方案，我将不胜感激。

你认为这样的"互通"运营商是一个有价值的功能吗？

感谢并致以最良好的问候，Davide

这样的运算符是否"好主意"取决于您的用例。但如果你想实现它们，我建议你使用一个源自std::common_type的traits类来获得更多的控制：

template<typename T, typename U>
struct VectorCommonType : std::common_type<T,U> {};
template<typename T, typename U>
using VectorCommonTypeT = Vector<typename VectorCommonType<T,U>::type>;

这样，您（或类的用户）就可以在需要时对其进行专门化。这样使用：

template<typename T, typename U> 
VectorCommonTypeT<T,U> operator+(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs)
{
    VectorCommonTypeT<T,U> res(lhs);
    res += rhs;
    return res;
}
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