重载内置类型的运算符

Question

虽然我正在编写一些代码作为语法糖，例如在 python 和其他语言中已知的 power-operator 的实现，但操作符定义是可以的，但是操作数与操作符签名匹配的表达式会产生错误，因为从未定义过运算符。有没有办法（编译器选项）为内置类型实现新的运算符？

#include <iostream>
#include <cmath>

    template<typename t_Float>
struct PowerTmp {
    t_Float value;
};

PowerTmp<double> operator*(double f) {
    return {f};
};

double operator*(double l, PowerTmp<double> r) {
    return std::pow(l, r.value);
};

int main() {
    std::cout << 10.5 *PowerTmp<double>{2.0} << '\n';
    cout << 10.5 ** 2.0 << '\n'; //error
};

我正在使用 mingw。

EDIT：clang 甚至不支持运算符的定义。

Answer 1

不，您不能重载唯一参数是内置类型的运算符。即使该类型不存在该运算符。

您可以做的是创建一个中间类型。例如：

struct EnhancedDouble {
    double d;
};

struct PowPrecursor {
    double d;
};

PowPrecursor operator*(EnhancedDouble b) {
    return { b.d };
}

EnhancedDouble operator*(EnhancedDouble lhs, PowPrecursor rhs) {
    return { std::pow(lhs.d, rhs.d) };
}

您甚至可以使用用户定义的文字对其进行更多修饰。

EnhancedDouble operator""_ed(long double d) {
    return { (double)d };
}

输入operator<<，您可以这样做：

std::cout << 4.0_ed ** 4.0_ed; // prints 256

Answer 2

你所问的目前是不可能的。您不能为内置函数重载运算符。因此，您的第一个重载是非法的，因为您试图为 double 定义一元 operator*。不知道为什么 gcc 不抱怨。

但是，您可以使用 UDL 来“更改”文字的类型。下面是一个用于演示的简化示例：

struct Exponent { long double value; };
struct PowerDouble { long double value; };

Exponent operator""_exp(long double exponent) {
    return{exponent};
}

PowerDouble operator*(Exponent f) {
    return{f.value};
}

long double operator*(long double l, PowerDouble r) {
    return std::pow(l, r.value);
}

long double operator*(long double l, Exponent r) {
    return l * r.value;
}

那么你可以这样使用它：

std::cout << 10.5 ** 2._exp << '\n';
std::cout << 10.5 * 2._exp << '\n';