带有不同参数的c++操作符重载模板

C++ operator overload template with different arguments

本文关键字：操作符 重载 c++ 参数      更新时间：2023-10-16

我正在学习c++，我想用模板创建一个迷你的数学矩阵库。

这里，我想重载操作符*.

如果我这样描述一个矩阵:M(y, x), M是矩阵名，y和x是高度和宽度，矩阵乘法应该是这样的:

M(a, b) * N(b, c) = R(a, c)

目前我有这个代码:

template<unsigned int y, unsigned int x>
class Matrix
{
public:
    Matrix() { }
    ~Matrix() { }
    Matrix<y, x2>& operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
    {
        // code...  
    }
private:
    std::array<std::array<double, x>, y>    m_values;
};

所以我希望能够像这样将两个不同的矩阵相乘

Matrix<3, 4> m;
Matrix<4, 2> n;
// fill the matrix with values
Matrix<3, 2> o = m * n;

我已经搜索了，但是我没有找到这个问题的答案(也许是因为我真的不知道我必须搜索什么)。

谢谢你的帮助

您需要将operator*设置为模板成员函数，如下所示:

template <unsigned int y2, unsigned int x2>
Matrix<y, x2> operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
{
    // code...  
}

注意，返回类型不再是一个引用，因为operator*应该返回一个新值——如果您愿意，您可以定义一个补充的operator*=，它可以就地修改LHS矩阵。

另一件需要注意的事情是，只有当矩阵的维数一致时，矩阵乘法才有意义:也就是说，如果LHS中的列数与RHS中的行数匹配。为了加强这一点，可以在成员函数中使用static_assert来确保模板参数一致:

template <unsigned int y2, unsigned int x2>
Matrix<y, x2> operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
{
    static_assert(y2 == x, "Matrix dimensions mismatched");
    // code...
}

这很简单，将operator*定义为函数模板。自由函数模板示例:

template<unsigned y1, unsigned x1, unsigned y2, unsigned x2>
Matrix<y1, x2> operator*(Matrix<y1, x1> const& l, Matrix<y2, x2> const& r)
{
    // static_assert(x1 == y2, "Matrices cannot be multiplied");
    Matrix<y1, x2> ret{};
    // multiply
    return ret;
}

请注意，operator*按值返回。这一点尤其重要，因为您返回的是不同的类型，并且没有对象可以返回引用(不考虑习惯用法的正确性)。

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