定义模板化运算符重载时出错答案

【问题标题】：Error defining a templated operator overload定义模板化运算符重载时出错
【发布时间】：2014-06-12 22:17:24
【问题描述】：

这是一个尝试的 operator+ 的模板化重载。这无法同时使用 gcc 4.8 和 icc 14.0.3 编译。

template <typename T>
class B
{
public:
  B operator+(const B& rhs)
  {
    return *this;
  }
};

template <typename T>
class A
{
public:
  operator B<T>() const{return B<T>();}
};

// template<typename T>                                                                                                                                                        
// B<T> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)                                                                                                                                
// {                                                                                                                                                                           
//   return (B<T>)t + (B<T>)u;                                                                                                                                                 
// }                                                                                                                                                                           

template<typename T, typename U>
B<U> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)
{
  return (B<U>)t + (B<U>)u;
}

int main()
{
  A<double> a,b;
  B<double> c = a+b;
  return 0;
}

但是，注释的重载工作正常。有什么不同？为什么两个参数的模板不匹配？

g++48 -std=c++11 temp2.cpp
temp2.cpp: In function ‘int main()’:
temp2.cpp:33:18: error: no match for ‘operator+’ (operand types are ‘A<double>’ and ‘A<double>’)
   B<double> c = a+b;
                  ^
temp2.cpp:33:18: note: candidate is:
temp2.cpp:25:6: note: template<class T, class U> B<U> operator+(const A<T>&, const A<T>&)
 B<U> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)
      ^
temp2.cpp:25:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
temp2.cpp:33:19: note:   couldn't deduce template parameter ‘U’
   B<double> c = a+b;

【问题讨论】：

“编译失败”是否意味着您收到错误消息？错误信息是什么？
"couldn't deduce template parameter ‘U’" 对我来说似乎很清楚
不相关，我不明白你为什么用两个模板参数编写版本，除非它们相同，否则它不会编译/工作。
您认为U 是如何推导出来的？
只是为了好玩：您可以实际上模拟返回类型的重载。请参阅实际编译的this example。将它推广到像a+(2*b)/c 这样的表达式更复杂（尽管并非不可能；）

标签： c++ templates c++11 operator-overloading

【解决方案1】：

编译器会告诉你失败的原因：

temp2.cpp:25:6：注意：模板参数扣除/替换失败：
temp2.cpp:33:19: 注意：无法推断模板参数‘U’

模板参数U只出现在函数模板的返回类型中，无法推导。如果您明确列出模板参数，您的代码将编译

B<double> c = operator+<double, double>(a, b);

如果您交换模板参数的顺序，使U 出现在T 之前，您仍然可以允许推导T。

template<typename U, typename T>
B<U> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)
{
  return (B<U>)t + (B<U>)u;
}

B<double> c = operator+<double>(a, b);

注释掉的operator+ 实现有效，因为返回类型也使用相同的类型参数T，因此可以从函数模板参数中推导出来。

【讨论】：

嗯，好的。我曾假设返回类型也将是扣除的一部分。谢谢！
这在逻辑上是不可行的（一般情况下）。

【解决方案2】：

在

B<double> c = a+b;

类型模板参数U in

B<U> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)

无法推断。 U 不会被推断为double，因为调用的结果被分配给B<double>。您必须将U 明确指定为double，例如通过以下方式，

B<double> c = operator+<double, double>(a, b);

现在显然这可能不是一个理想的情况。所以，你可以做什么？好吧，这很难说，因为您还没有指定 A 和 B 的用途。但是，正如您已经发现的那样，您的代码使用注释掉的运算符进行编译，

template<typename T>
B<T> operator+(A<T> const& t, A<T> const& u)
{
    return (B<T>)t + (B<T>)u;
}

出于某种原因，您似乎希望可以使用结果来初始化B<U>，其中U 可能与T 不同，所以也许正确的解决方案是使其能够构造B<U> 来自B<T>：

template <typename T>
class B
{
public:
  template <typename U>
  B(const B<U>& rhs) {
    // ...
  }
  // ...
};

（您可能还想编写类似的赋值运算符。）

【讨论】：

这一行的第一行具有误导性。 B<double> = 实际上与它无关。

【解决方案3】：

编译器的错误信息很清楚。无法推导出参数U来实例化operator+函数。

你可以通过使用来明确：

B<double> c = operator+<double, double>(a,b);

【讨论】：

【解决方案4】：

不推导出返回类型。

你可以用表达式模板来伪造它。

template<template<class>class Op, class Rhs, class Lhs>
struct deferred{
    Lhs lhs; Rhs rhs;
    template<typename Result>
    operator Result() const { return Op<Result>{}( std::forward<Lhs>(lhs), std::forward<Rhs>(rhs) ); }
};

template<class R> sum;
template<class U> sum<B<U>>{
  template<class Lhs, class Rhs>
  B<U> operator()( A<Lhs> const& lhs, A<Rhs> const& rhs )const{
    return B<Lhs>(lhs)+B<Rhs>(rhs);
  }
};
template<class T>
deferred<sum, A<T>const&, A<T>const&> operator+( A<T>const& a, A<T>const& b){
  return {a,b};
}

这应该会给你这个想法。

【讨论】：