带有返回类型推导的 C++ 11 运算符重载

Question

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：

• 我可以将它们与用两种不同类型实例化的向量一起使用；
• 结果推导方式与模板实例类型相同；

例子：

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产生差异的功能。

我找到了三种使用 C++11 获得此结果的方法

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，实现此类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。

您认为这种“互通”运算符是一项有价值的功能吗？

感谢和最好的问候， 大卫

Answer 1

这样的运算符是否是一个“好主意”取决于您的用例。但如果你想实现它们，我建议你使用从std::common_type 派生的特征类来获得更多控制：

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（或该课程的用户）可以在需要时对其进行专门化。像这样使用它：

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;
}