c++ 模板返回类型取决于模板参数？

Question

我已经实现了自己的 SI Unit 类。使用算术运算时，生成的 SI 单位可能会发生变化。例如：（米/秒）/米=1/秒。

好的，现在我还创建了一个简单的 3D 矢量类。这个向量应该是通用的，也可以用于我的 SI Unit 类。所以我实现了一个简单的除法运算符。 见以下代码：

// Determine result type of Lhs / Rhs:
template < class Lhs, class Rhs >
    struct TV3TypeV3Div { typedef BOOST_TYPEOF( Lhs( ) / Rhs( ) ) type; };

// Vector / Vector:
template < class Lhs, class Rhs >
RobotTools::DataTypes::TV3Type< typename TV3TypeV3Div< Lhs, Rhs >::type > operator/( const RobotTools::DataTypes::TV3Type< Lhs >& lhs,
                                                                                     const RobotTools::DataTypes::TV3Type< Rhs >& rhs )
{
    // do something useful
    return RobotTools::DataTypes::TV3Type< typename TV3TypeV3Div< Lhs, Rhs >::type >( 0, 0, 0 );
}

// Vector / Vector
RobotTools::DataTypes::TV3Type< Tools::DataTypes::Length > vl;
vl / vl;  // Ok this works

在编译期间，正确的返回类型将通过使用 TV3TypeV3Div 结构来确定。这行得通。

现在我想扩展运算符。我还想计算标量类型的向量。所以我写了这个运算符：

// Vector / Scalar
template < class Lhs, class Rhs >
RobotTools::DataTypes::TV3Type< typename TV3TypeV3Div< Lhs, Rhs >::type > operator/( const RobotTools::DataTypes::TV3Type< Lhs >& lhs,
                                                                                     const Rhs& rhs )
{
    // do something useful
    return RobotTools::DataTypes::TV3Type< typename TV3TypeV3Div< Lhs, Tools::DataTypes::Length >::type >( 0, 0, 0 );
}

// Vector / Scalar
RobotTools::DataTypes::TV3Type< Tools::DataTypes::Length > vl;
Tools::DataTypes::Length sl;
vl / sl;  // Ok nice it works too

到目前为止一切顺利。问题是当我定义第二个运算符（向量/标量）时，这个运算符非常通用，编译器也希望将它用于向量/向量除法。 但它失败了，因为 Lhs( ) / Rhs( ) 有：

Lhs=Tools::DataTypes::Length 和 Rhs=RobotTools::DataTypes::TV3Type

未定义。这是正确的，我理解给定的错误。我不明白的是编译器不使用 Vector/Vector 运算符。

• 有没有可能给编译器提示使用哪个运算符？
• 是否有可能重写运算符以满足我的要求？

Answer 1

编译器不想使用向量/标量运算符进行向量/向量除法。它只是想检查是否有匹配。

如果您声明（但未定义）一个完全通用的除法运算符

template <typename Lhs, typename Rhs>
struct InvalidDivision {};
template <typename Lhs, typename Rhs>
InvalidDivision<Lhs, Rhs> 
operator/(const Lhs& lhs, const Rhs& rhs); // do not define

那么你的代码应该编译和链接。 Vector/Scalar 重载将被考虑并拒绝，因为 Vector/Vector 是更好的匹配。

它的缺点是如果你对没有定义除法的东西进行除法，编译器会抱怨InvalidDivision<something,other>而不是给出通常的错误。

也许这可以通过使用 SFINAE 或其他一些高级魔法来改善。

更新：更详细的解释

原始版本的代码发生了什么？

我们正在尝试为用户定义的类型调用除法运算符。有两个名为 operator/ 的函数，编译器会同时考虑这两个函数并尝试找出哪个更匹配。

首先考虑向量/向量operator/。编译器推断Lhs 和Rhs 模板参数都是Length（为简洁起见，我省略了命名空间）。然后将它们代入TV3TypeV3Div的参数，计算TV3TypeV3Div的内部，确定TV3TypeV3Div<Lhs,Rhs>::type也是Length，最后计算operator/的返回类型为TV3Type<Length>。

现在考虑向量/标量operator/。编译器推断Lhs 是Length，但Rhs 是TV3Type<Length>。然后它将这些类型替换为TV3TypeV3Div 的参数，并尝试计算TV3TypeV3Div 的内部。这就是事情破裂的地方：没有operator/可以接受Length和TV3Type<Length>。所以不可能计算TV3TypeV3Div<Lhs,Rhs>::type。编译器输出错误。

现在考虑当泛型 operator/ 被声明时会发生什么。现在是一个operator/ 可以接受Length 和TV3Type<Length>！ （或任何其他一对论点，就此而言）。所以编译器很高兴地计算TV3TypeV3Div<Lhs,Rhs>::type，然后是向量/标量的返回类型operator/。所以现在可以同时考虑 Vector/Vector 和 Vector/Scalar operator/ 重载。

编译器现在还看到并考虑通用operator/ 用于重载解决方案。所有三个重载都会产生匹配。但 Vector/Vector 重载胜出，因为它比 Vector/Scalar 或泛型 operator/ 更专业，因此更适合。

更新 2

应该可以这样做：

namespace Detail
{
    template <typename Lhs, typename Rhs>
        struct DoNotUse {};
    template <typename Lhs, typename Rhs>
        DoNotUse<Lhs, Rhs> operator/(const Lhs& lhs, const Rhs& rhs);
    template < class Lhs, class Rhs >
        struct TV3TypeV3Div { typedef BOOST_TYPEOF( Lhs( ) / Rhs( ) ) type; };
}
using Detail::TV3TypeV3Div;

这应该很好地向所有人隐藏通用运算符/，但TV3TypeV3Div 除外。