具有不同模板参数值的模板结构的 C++ 访问受保护成员

Question

我正在创建一个模板化矩阵乘法函数，其中返回的矩阵与左侧矩阵的大小不同。在该函数中，我需要访问要返回的矩阵的受保护成员，但出现编译器错误 C2248：无法访问受保护成员。我相信这是因为模板参数的大小不同。

template<typename T, std::size_t r, std::size_t c>
struct Matrix
{
  template<std::size_t c2>
  Matrix<T, r, c2> operator*(const Matrix<T, c, c2>& rhs);
protected:
  int test;
};

template<typename T, std::size_t r, std::size_t c>
template<std::size_t c2>
Matrix<T, r, c2> Matrix<T, r, c>::operator*(const Matrix<T, c, c2>& rhs)
{
  Matrix<T, r, c2> retMat;
  retMat.test;
  return retMat;
}

我试过加好友 operator*() 乘法函数：

...
protected:
  int test;
  template<std::size_t c2>
  friend Matrix<T, r, c> Matrix<T, r, c2>::operator*(const Matrix<T, c2, c>& rhs);
};

但我得到：

error C2245: non-existent member function Matrix<T,r,c>::operator * specified as friend (member function signature does not match any overload)

如何使用不同大小的模板参数参数访问 Matrix 中的受保护变量？

Answer 1

这不是关于 "size"，而是关于不同类型的矩阵。

更改 class 模板的模板参数会使该实例不同于任何其他实例，因此，一个实例无法访问另一个实例的 private/protected 成员。

此外，您不能使用 friend 因为您（事先）不知道第二个矩阵的列数。

要走的路，IMO，是通过访问器使成员 public。

祝你好运！

更新：

看看这个函数签名：

Matrix<T, r, c2> Matrix<T, r, c>::operator*(const Matrix<T, c, c2>& rhs)

类型Matrix<T, c, c2>与类型Matrix<T, r, c>不同，两者也与返回类型Matrix<T, r, c2>不同。

Answer 2

cannot access protected member. I believe this occurs because the template arguments are different sizes.

确切地说：Matrix<int, 2, 3> 与（例如）Matrix<int, 3, 4> 是不同的类型；所以在 Matrix<int, 2, 3> 的方法中你不能访问 Matrix<int, 3, 4> 的 test 成员。

I tried friending the operator*() multiplication function

这是正确的方法，但您忘记了一个重要因素：friend 函数不是 class 的方法；这是一个正常的功能。

如果将operator*()实现为class的方法（由于多种原因错误的方法），它只需要一个显式参数（*右边的操作数）因为另一个元素（* 左侧的操作数）隐含地是 *this 元素。

但是，当您将 operator*() 作为函数实现时（friend 到 class 或不），没有隐含的 *this 元素；所以这个函数需要两个个参数。

你的错了

template<std::size_t c2>
friend Matrix<T, r, c> Matrix<T, r, c2>::operator*(const Matrix<T, c2, c>& rhs);

因为只接收一个参数而不是 Matrix<T, r, c2>::。

解决这个问题的正确方法（恕我直言）是一个函数（不是方法）如下

template <typename T, std::size_t D1, std::size_t D2, std::size_t D3>
Matrix<T, D1, D3> operator* (Matrix<T, D1, D2> const & m1,
                             Matrix<T, D2, D3> const & m2)
 {
   Matrix<T, D1, D3> retMat;
   retMat.test = m1.test + m2.test;
   return retMat;
 }

必须是 Matrix<T, D1, D2>、Matrix<T, D2, D3> 和 Matrix<T, D1, D3> 的朋友。

您可能会想在 class

中定义它

template <typename T, std::size_t R, std::size_t C>
struct Matrix
 {
   protected:
      T test;

      template <typename U, std::size_t D1, std::size_t D2, std::size_t D3>
      friend Matrix<U, D1, D3> operator* (Matrix<U, D1, D2> const & m1,
                                          Matrix<U, D2, D3> const & m2)
       {
         Matrix<T, D1, D3> retMat;
         retMat.test = m1.test + m2.test;
         return retMat;
       }
 };

但这是错误的，因为会导致在不同的 classes 中对同一函数进行多次定义。

所以我建议在class

中声明（但不定义）operator*()friend

template <typename T, std::size_t R, std::size_t C>
struct Matrix
 {
   protected:
      T test;

      template <typename U, std::size_t D1, std::size_t D2, std::size_t D3>
      friend Matrix<U, D1, D3> operator* (Matrix<U, D1, D2> const & m1,
                                          Matrix<U, D2, D3> const & m2);
 };

和在外面定义它。

以下是一个完整的工作示例

#include <type_traits>

template <typename T, std::size_t R, std::size_t C>
struct Matrix
 {
   protected:
      T test;

      template <typename U, std::size_t D1, std::size_t D2, std::size_t D3>
      friend Matrix<U, D1, D3> operator* (Matrix<U, D1, D2> const & m1,
                                          Matrix<U, D2, D3> const & m2);
 };


template <typename T, std::size_t D1, std::size_t D2, std::size_t D3>
Matrix<T, D1, D3> operator* (Matrix<T, D1, D2> const & m1,
                             Matrix<T, D2, D3> const & m2)
 {
   Matrix<T, D1, D3> retMat;
   retMat.test = m1.test + m2.test;
   return retMat;
 }

int main ()
 {
   Matrix<long, 2U, 3U> a;
   Matrix<long, 3U, 4U> b;

   auto  c { a * b };

   static_assert( std::is_same<decltype(c), Matrix<long, 2U, 4U>>{}, "!" );
 }

具有不同模板参数值的模板结构的 C++ 访问受保护成员

C++ Access Protected Member of Templated Struct with Different Template Parameter Values

c++

templates

operator-overloading

friend

protected