了解 std::complex<T> 的模板特化中的代码重复

Question

我正在查看 C++ 标准库的 <complex> 实现。我注意到对于所有当前的 GNU、LLVM 和 MSVC 实现，对于类型 float double 和 long double 的模板特化存在大量代码重复，但我不知道为什么。

以https://github.com/microsoft/STL/blob/main/stl/inc/complex的MSVC代码为例，考虑类模板及其特化

template <class _Ty>
class complex;
template <>
class complex<float>;
template <>
class complex<double>;
template <>
class complex<long double>;

通用类模板中已有定义。以operator*=的一个定义为例，

template <class _Ty>
class complex : public _Complex_base<_Ty, _Complex_value<_Ty>> {
public:
    // ...
    _CONSTEXPR20 complex& operator*=(const _Ty& _Right) {
        this->_Val[_RE] = this->_Val[_RE] * _Right;
        this->_Val[_IM] = this->_Val[_IM] * _Right;
        return *this;
    }
    // ...
};

为什么floatdouble和long double的特化中的几乎所有成员函数都会一次又一次地重复这种代码，如下所示？

template <>
class complex<double> : public _Complex_base<double, _Dcomplex_value> {
public:
    // ...
    _CONSTEXPR20 complex& operator*=(const _Ty& _Right) {
        _Val[_RE] = _Val[_RE] * _Right;
        _Val[_IM] = _Val[_IM] * _Right;
        return *this;
    }
    // ...
};

std::complex<T> 的模板特化中出现这种代码重复的原因是什么？

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供参考，在上面的MSVC代码中，是

using _Dcomplex_value = _CSTD _C_double_complex;

作为参考，<complex> 的 GNU 实现可以在 https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/std/complex 找到

作为参考，<complex> 的 LLVM 实现可以在 https://github.com/llvm/llvm-project/blob/main/libcxx/include/complex 找到

作为参考，<complex> 的 MSVC 实现可以在https://github.com/microsoft/STL/blob/main/stl/inc/complex 的 MSVC 代码中找到

Answer 1

这种代码重复的原因是什么

简答：return *this

您需要在特化中定义每个运算符才能返回正确的类型。否则它们会返回对基类的引用。

你可以在派生类中调用基类操作符，比如

    _CONSTEXPR20 complex& operator*=(const _Ty& _Right) {
       _Complex_base<_Ty, _Complex_value<_Ty>>::operator*=(_Right);
       return *this;
   }

但是，即使它减少了重复，它实际上并没有减少代码大小，或者使它更具可读性。