使用'+='运算符统一实现c++'+'运算符

Question

例如，我有 2 个结构：一个 2D 向量和一个定义了 += 运算符的 3D 向量：

struct Vector2
{
    double x;
    double y;
    ....
    Vector2& operator+=(const Vector2& vector);
    ....
};

struct Vector3
{
    double x;
    double y;
    double z;
    ....
    Vector3& operator+=(const Vector3& vector);
    ....
};

使用相应的“+=”运算符为这些结构实现“+”运算符很简单：

Vector2 operator+(const Vector2& vector1, const Vector2& vector2) 
{
    Vector2 result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

Vector3 operator+(const Vector3& vector1, const Vector3& vector2) 
{
    Vector3 result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

我想统一这两个函数并用一个模板函数替换它们：

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
    T result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

但是这个函数太通用了，以至于 operator+ 对其他类有歧义。我尝试使用自定义类型特征和 static_assert:

使此模板仅适用于 Vector2 和 Vector3 结构

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
    static_assert(suitable_type_for_this_function<T>::value, "Unsupported type!");
    ...
}

但它不会隐藏其他类的模板运算符的声明。因此，这种方法再次导致歧义。

如何实现这样一个统一的运算符+，但只为这两种特定类型定义它？

Answer 1

您可以应用 SFINAE, use std::enable_if with std::is_same 来限制 T 上允许的类型。

template <class T>
std::enable_if_t<std::is_same_v<T, Vector2> || std::is_same_v<T, Vector3>, T>
operator+(const T& vector1, const T& vector2);

Answer 2

template<class D>
struct add_using_increment {
  using Self=add_using_increment<D>;
  friend D operator+(Self&& lhs, Self const& rhs){
    lhs+=rhs;
    return std::move(lhs.self());
  }
  friend D operator+(Self const& lhs, Self const& rhs){
    return D(lhs.self())+rhs;
  }
private:
  D&self(){ return *static_cast<D*>(this); }
  D const&self()const{ return *static_cast<D const*>(this); }
};

现在就这样做：

struct Vector2:add_using_increment<Vector2>

或者，您可以使用 SFINAE 将模板参数限制为 (A) 是固定集合之一，(B) 定义了 void increment( lhs&, rhs const& ) 函数，(C) 具有 += 在上面定义。

(C)太贪心了

您也可以使用 boost.operators，这是我的 add_using_increment.

的工业强度版本

使用'+='运算符统一实现c++'+'运算符

Unified implementation of c++ '+' operator using '+=' operator

c++

operators