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我正在编写一个模板矩阵类，我对 * 运算符的重载如何工作感到有些困惑。

我想重载这样的东西（省略不相关的代码）：

template<typename T>class Matrix4t
{

friend vector3 operator*(const vector3 &inputV3, const matrix4t &inputM4t);

template <typename scalarT>
friend scalarT operator*(const scalarT &inputSclT, const matrix4t &inputM4t);

public:
const matrix4t operator*(const matrix4t)

vector3 operator*(const vector3 &inputV3);

template <typename scalarT>
const matrix4t operator*(const scalarT&);

}

假设单个乘法的定义正确，我假设这应该允许我的矩阵对象与来自操作数两侧的 vector3 类型的对象相乘，每次都返回一个 vector3。它还应该允许将我的矩阵与标量模板值相乘，可以是浮点数、双精度等。这些方法的定义需要不同，以允许向量与标量乘法，因此不仅仅是对两者都使用模板

但是，在将这个运算符与 vector3 一起使用时，编译器会知道使用显式声明的 vector3 方法，还是会尝试创建该方法的模板化版本，因为定义被写入仅允许标量值，所以这不起作用，然后可能还会抱怨方法重新定义。

关于这是否可行，或者我还能怎么做的任何想法？

干杯

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我有一种感觉，你的目标可能是一个比需要的更复杂的解决方案，所以我将从头开始构建，并留下一些细节供以后使用。首先，我将开始分析您提出的语法及其含义。

friend vector3 operator*(const vector3 &v, const matrix4t &m);
template <typename scalarT>
friend scalarT operator*(const scalarT &inputSclT, const matrix4t &inputM4t);

这些是朋友声明。Friend 声明声明（告诉编译器存在）类外部的实体，并且应该授予这样的实体对此类（在本例中是模板）内部的完全访问权限。第二个朋友声明是一个自由函数模板operator*，它通过 const 引用获取一个scalarT类型和一个matrix4T<T>对象，并产生一个scalarT值。这个朋友声明似乎很奇怪，因为矩阵乘以标量值通常会产生另一个相同维度的矩阵，而不仅仅是一个标量值。

请注意，在类模板内部，模板的名称matrix4t不是指模板，而是特定的特化（即它代表matrix4t<T>，而不是模板的名称）。这种区别现在可能看起来并不重要，但迟早你会意识到它的重要性。

第二个声明是一个非模板化的自由函数operator*，它通过 const 引用接受 avector3和 amatrix4t并产生另一个vector3。由于我们在 的定义中matrix4t，因此模板的名称指的是 specialization matrix4t<T>，但vector3仅指的是template，而不是任何特定的实例化。您应该将其设为接受vector3<U>任何给定类型的模板，或者将其设为接受单一类型（可以是我们模板U的参数）的非模板函数：与其他声明一样，返回值可能关闭或不关闭...取决于向量的维度（是行还是列？）Tvector3<T>

关于实际交友，我建议您阅读此答案以回答不同的类似问题。

对于实际的运算符，对于标量类型，我建议采用以下方法：

  • 实现operator*=将与存储的类型相同的标量作为参数
  • operator*实现两个版本operator*=

.

template <typename T> class matrix4t {
public:
    matrix4t& operator*=( T scalar ); // and implement
    friend matrix4t operator*( matrix4t lhs, T scalar ) {
       return lhs*=scalar;
    }
    friend matrix4t operator*( T scalar, matrix4t rhs ) {
       return rhs*=scalar;
    }
};

注意：operator*=实现一次，将矩阵作为左侧（您也可以提供将矩阵作为右侧的重载，但它看起来有点奇怪：5 *= matrix产生一个矩阵......）。实现operator*为自由函数（友谊仅用于为每个实例化类型提供自由函数，阅读链接答案），通过转发到operator*=.

对于乘以向量的情况（并且因为它不是对称的），分派到单个实现的技巧将不起作用，但是您可以像上面那样将这两个实现作为非模板化的朋友提供。

如果您想提供混合类型的操作，那么以上所有内容都必须是模板。增加的复杂性不是模板，而是如果要提升类型，则确定结果类型应该是什么。使用 C++11，最简单的方法是使用decltype和尾随返回类型：

template <typename U>
friend auto operator*( matrixt4 lhs, U scalar ) -> matrix4t< decltype(scalar * element(0,0) ) > {
   // implement here
}

同样对于operator*(scalar,matrix). 请注意，如果您正在提升类型，operator*=可能根本没有意义（因为类型与 lhs 相同），或者如果这样做，它可能会或可能不会产生您想要的结果。如果您考虑这样做，则operator+必须matrix4t<A>通过引用获取参数（因为它可能不是适当的类型）并复制到matrix4t<B>返回类型（其中A和B分别是被相乘的矩阵的类型和结果）。

从这里开始，您应该决定您需要或想要实施什么，并且您可能想在遇到更具体的问题时提出这些问题。

于 2012-08-08T03:39:04.447 回答