使用'+='运算符统一实现 C++ '+'运算符

Unified implementation of c++ '+' operator using '+=' operator

本文关键字：运算符 实现 C++ 使用      更新时间：2023-10-16

例如，我有 2 个结构：一个 2D 向量和一个带有定义 += 运算符的 3D 向量：

struct Vector2
{
double x;
double y;
....
Vector2& operator+=(const Vector2& vector);
....
};
struct Vector3
{
double x;
double y;
double z;
....
Vector3& operator+=(const Vector3& vector);
....
};

使用相应的"+="运算符为这些结构实现"+"运算符是微不足道的：

Vector2 operator+(const Vector2& vector1, const Vector2& vector2) 
{
Vector2 result(vector1);
result += vector2;
return result;
}
Vector3 operator+(const Vector3& vector1, const Vector3& vector2) 
{
Vector3 result(vector1);
result += vector2;
return result;
}

我想统一这两个函数并用一个模板函数替换它们：

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
T result(vector1);
result += vector2;
return result;
}

但是这个函数是如此通用，以至于它使运算符+对于其他类不明确。 我尝试使用自定义类型特征和static_assert使此模板仅适用于 Vector2 和 Vector3 结构：

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
static_assert(suitable_type_for_this_function<T>::value, "Unsupported type!");
...
}

但它不会隐藏其他类的模板运算符的声明。因此，这种方法再次导致歧义。

如何实现这样的统一运算符+，但只为这 2 种特定类型定义它？

template<class D>
struct add_using_increment {
using Self=add_using_increment<D>;
friend D operator+(Self&& lhs, Self const& rhs){
lhs+=rhs;
return std::move(lhs.self());
}
friend D operator+(Self const& lhs, Self const& rhs){
return D(lhs.self())+rhs;
}
private:
D&self(){ return *static_cast<D*>(this); }
D const&self()const{ return *static_cast<D const*>(this); }
};

现在只需这样做：

struct Vector2:add_using_increment<Vector2>

或者，您可以使用 SFINAE 将模板参数限制为 (A( 是固定集合之一，(B( 在其上定义了void increment( lhs&, rhs const& )函数，(C( 在其上定义了+=。

(三(太贪婪。

你也可以使用boost.operator，这是我add_using_increment的工业强度版本。

您可以应用 SFINAE，将std::enable_if与std::is_same一起使用以约束T上允许的类型。

template <class T>
std::enable_if_t<std::is_same_v<T, Vector2> || std::is_same_v<T, Vector3>, T>
operator+(const T& vector1, const T& vector2);
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