如何在不与标准库运算符冲突的情况下为一组相关的类模板重载运算符？

Question

这似乎是一个相当直接的想法：我有一组 classes，我应该能够为它们编写一个运算符，比方说减法，使用基本上完全相同的代码。

尝试以 "obvious" 方式执行此操作时，即：

template <typename T>
T operator-(T a, const T& b) {
    return a -= b;
}

然后，在某些编译器上，这似乎与迭代器的减法运算符冲突（特别是它在 gcc 3.4.6 和 Apple LLVM 上中断，而在 gcc 版本 4 或更新版本上似乎工作正常），我得到了以下错误：

 error: use of overloaded operator '-' is ambiguous (with operand types 'std::__1::__wrap_iter<const double *>' and 'const_iterator'
      (aka '__wrap_iter<const_pointer>'))

我还考虑过仅对基 class 进行模板重载，组中的所有 classes 都将派生自该基，但是由于第一个参数是按值传递的，所以我认为特定于 subclass 的信息会在复制过程中丢失。

我是不是遗漏了什么明显的东西？有没有办法让所有这些编译器都满意？

编辑：理想情况下，该解决方案应该适用于 C++03。

Answer 1

将此模板和您的自定义数据结构放在同一个命名空间中（如果它们在根命名空间中 - 只需移动它们）。

由于 argument-dependent lookup，编译器将在您的结构的命名空间中查找此运算符，并且找到它没有问题和歧义。

Answer 2

在 C++11 中，std::enable_if and std::is_base_of 可能对您有所帮助。假设你有一个基数 class Base:

template <typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_base_of<Base, T>::value>>
T operator-(T a, const T& b) {
        return a -= b;
}

此处您的运算符只会被考虑用于派生自 Base 的类型 T。

编辑：

cppreference.com 的链接页面显示了可能的实现，因此您也可以在 C++03 中使用它们，只需实现您自己的 enable_if 和 is_base_of.

Answer 3

使用基础 class、adl koenig 运算符和 sfinae。

namespace ops{
  struct subtract_support{
    template<class T,
      std::enable_if_t<std::is_base_of<subtract_support, T>{}, int> =0
    >
    friend T operator-( T lhs, T const& rhs ){
      lhs-=rhs;
      return lhs;
    }
  };
}

现在继承自 ops::subtract_support 使 - 适合您的类型。（注意两行正文：确保 lhs 移出 -，与您在 OP 中的版本不同）。

仅名称space 限制会导致您的 - 被发现任何模板生成的类型，其中一个 tge 参数来自您的名称space，以及其他意外情况：adl 操作模板成员来自特定名称的类型space.¹

此技巧可让您在声明时将每种类型标记为使用此技术。

这种技术对二进制布局的影响几乎为零。但是，如果您需要一些晦涩的东西，例如前缀的布局兼容性，则可能需要特征 class。

现在，这是一个 C++11 解决方案。显然，OP 需要 C++03。好吧，最好的方法是像 C++11 一样实现它，这样当您升级编译器时就可以删除代码。

enable_if 可以很容易地用 C++03 编写。 is_base_of 需要多几行：

namespace notstd{
  namespace details{
    template<class T, class U>
    struct base_test{
      typedef char no; // sizeof(1)
      struct yes { no unused[2]; }; // sizeof(2) or greater
      static yes test(T*); // overload if arg is convertible-to-T*
      static no test(...); // only picked if first overload fails
      // pass a `U*` to `test`.  If the result is `yes`, T
      // is a base of U.  Note that inaccessible bases might fail here(?)
      // but we are notstd, good enough.
      enum {value= (
        sizeof(yes)==sizeof(test((U*)0))
      )};
    };
  }
  template<class Base, class T>
  struct is_base_of{
    enum{value=details::base_test<Base,T>::value};
  };
  template<bool b, class T=void>
  struct enable_if {};
  template<class T>
  struct enable_if<true, T> {
    typedef T type;
  };
}

我们还需要调整模板 ADL 运算符中的 SFINAE 以符合 C++03：

namespace ops{
  struct subtract_support{
    template<class T>
    friend
    typename notstd::enable_if<notstd::is_base_of<subtract_support, T>::value, T>::type
    operator-( T lhs, T const& rhs ){
      lhs-=rhs;
      return lhs;
    }
  };
}

Live example.

¹ 例如，如果 Foo 是名称中的类型 space 具有贪婪的 - 模板运算符，则 decltype(v0-v1) 其中 v0 和 v1 是 vector<Foo> 将是 vector<Foo>。这是一个误报（它不会编译）。但是 vec3<Foo>（向量 space of 3 Foo）和它自己的 - 会导致同样的歧义。

Answer 4

遍历您可以使用带有一个附加特征的简单 sfinea 来完成。 c++03 兼容代码：

namespace ops{
  struct subtract_support{
    template <class T>
    struct subtract_support_trait {
        typedef T type;
    };
    template<class T>
    friend typename T::template subtract_support_trait<T>::type operator-( T lhs, T const& rhs ){
      lhs-=rhs;
      return lhs;
    }
  };
}

[live demo]

如何在不与标准库运算符冲突的情况下为一组相关的类模板重载运算符？

How do I template overload an operator for a group of related classes without conflicting with standard library operators?

c++

templates

operator-overloading

c++03

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operator-overloading

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