使用 CRTP 创建特征矩阵

Question

我有一个 classes 的层次结构，其中包含一些特征矩阵作为成员，但它们的大小取决于派生的 class。我希望能够在基 class 中声明矩阵，但使用派生 class 中的大小。我以为我可以为此使用 CRTP，但我不确定我是否正确使用了它。这是我试过的代码

template<typename T>
class Base {
public:
    const int matSize = static_cast(T*)(this)->_matSize;
    Eigen::Matrix<int, matSize, mastSize> Mat = Eigen::Matrix<int, matSize, matSize>::Zero();

    virtual void print() { std::cout << Mat << std::endl; };
};

class Derived1 : public Base<Derived1>{
public:
    const int _matSize = 3;
};

class Derived2 : public Base<Derived2>{
public:
    const int _matSize = 4;
};

int main(){
    Derived1 d1;
    d1.print();   // print a 3x3 zero matrix

    Derived2 d2;
    d2.print();   // print a 4x4 zero matrix

    std::cin.get();
    return 0;
}

但是，这不起作用。有没有办法实现这样的目标？

编辑：

这样做的主要原因是我有一些函数可以执行一些矩阵代数，无论大小如何。所以我希望能够在不同派生 classes 的对象上调用该函数，并且能够使用相同的函数而不是为每个矩阵大小使用单独的函数。

还有一个接口，任何 Base 类型的对象都将有一个矩阵 Mat，其大小将取决于创建它的 Base 的派生 class。

Answer 1

正如我在评论中所说，确实没有理由仅针对您所指出的内容使用 CRTP，但是如果您出于其他原因设置此模式，则类似以下的内容应该有效（我没有Eigen::Matrix 可用，所以我删除了编译器所需的接口）：

#include <iostream>

namespace Eigen {
    template<typename T, int W, int H>
    class Matrix {
    public:
        static Matrix<T,W,H> Zero() {
            return Matrix<T, W, H>{};
        }

        std::ostream &print_on(std::ostream &strm) const {
            return strm;
        }
    };
}

template <typename T, int W, int H>
std::ostream &operator<<(std::ostream &strm, Eigen::Matrix<T,W,H> const &matrix) {
    return matrix.print_on(strm);
}

template<typename T, int S>
class Base {
public:
    Eigen::Matrix<int, S, S> Mat = Eigen::Matrix<int, S, S>::Zero();

    virtual void print() { std::cout << Mat << std::endl; };
};

class Derived1 : public Base<Derived1,3>{
public:
};

class Derived2 : public Base<Derived2,4>{
public:
};

template <int Size>
class AdvertisingDerived : public Base<AdvertisingDerived<Size>,Size> {
public:
    constexpr static int matrixSize = Size;
};

int main(){
    Derived1 d1;
    d1.print();   // print a 3x3 zero matrix

    Derived2 d2;
    d2.print();   // print a 4x4 zero matrix

    AdvertisingDerived<3> ad1;

    AdvertisingDerived<4> ad2;

    std::cin.get();
    return 0;
}

Answer 2

您不能访问 Derived1 的成员（从 Derived1 之外的任何地方），直到它被完全定义。此问题的通常解决方法是使用某种特征 class:

template<class D>
struct MyTraits;

template<typename T>
class Base {
public:
    static const int matSize = MyTraits<T>::_matSize;
    Eigen::Matrix<int, matSize, matSize> Mat = Eigen::Matrix<int, matSize, matSize>::Zero();

    virtual void print() { std::cout << Mat << std::endl; };
};

class Derived1;
template<>
struct MyTraits<Derived1> {static const int _matSize = 3;};

class Derived1 : public Base<Derived1>{
public:
};

神马：https://godbolt.org/z/pf-B_R

特别是，如果 Derived1 本身是一个 class 模板，特征也将（部分）模板化。从您提供的代码很难判断这对您的情况是否有意义。

顺便说一句：应该没有必要制作 Base::print() virtual。静态多态的要点是避免动态多态。

使用 CRTP 创建特征矩阵

Using CRTP to create Eigen matrix

c++

templates

crtp

eigen