C++模板类友元运算符重载

Question

我正在尝试制作一个通用 vector 类，既是为了我自己的代码片段库，也是为了练习模板类。本质上，Vector 类是模板化的，允许您选择它的精度是 float、double、long double 等。

我遇到的问题是为了缩放 vector 而重载 * 运算符。排除所有工作重载和成员函数后，类定义如下所示:

#pragma once

#include <math.h>   //  for sqrt function when normalizing

template <typename T> class Vector;
template <typename T> Vector<T> operator*(const Vector<T>& obj);

template <typename T> class Vector {
private:
    //  Attributes:
    static const int DIMS = 3;
    T component[DIMS];

public:
    enum { 
        X, Y, Z
    };

public:
    //  Constructors:
    Vector(void) {
        for (int i=0; i<DIMS; ++i) {
            component[i] = T();
        }
    }
    Vector(T x, T y, T z) {
        component[X] = x;
        component[Y] = y;
        component[Z] = z;
    }

    //  Destructor:
    ~Vector(void) { }

    //  Scaling:
    friend Vector<T> operator*(const Vector<T>& obj);
    Vector operator*(const T scale) {
        Vector<T> result = Vector<T>();

        for (int i=0; i<DIMS; ++i) {
            result.component[i] = component[i] * scale;
        }

        return result;
    }
};

template <typename T>
Vector<T> operator*(const Vector<T>& obj) {
    Vector<T> result = Vector<T>();

    for (int i=0; i<DIMS; ++i) {
        result.component[i] = obj.component[i] * this*;
    }

    return result;
}

在我的 main 方法中，我有以下几行代码:

Vector<float> testVector1 = Vector<float>(1.0f, 0.0f, 0.0f);
Vector<float> testVector2 = Vector<float>(0.0f, 1.0f, 0.0f);
Vector<float> testVector3 = 10.0f * testVector1;
Vector<float> testVector4 = testVector2 * 10.0f;

除了一个错误之外，一切都编译得很好:虽然 main() 中的第四行工作正常(将 vector 乘以标量)，但第三行(将标量乘以 vector )给了我错误:

Error 1 error C2677: binary '*' : no global operator found which takes type 'Vector ' (或没有可接受的转换)

我对这个问题的最佳猜测是编译器不知道我试图重载哪个原语的 * 运算符，我不能直接告诉它，因为类在传递到模板。有没有办法完成我正在尝试做的事情，或者模板必须始终遵循运算符重载的类？

更新:因此，多亏了 jwismar 和其他人，我捕获了左手重载的糟糕尝试。类中函数的定义现在是:

friend Vector<T> operator*(T scalar, const Vector<T>& obj);

它的实现是:

template <typename T> 
Vector<T> operator*(T scalar, const Vector<T>& obj) {
    Vector<T> result = Vector<T>();

    for (int i=0; i<DIMS; ++i) {
        result.component[i] = obj.component[i] * scalar;
    }

    return result;
}

类上面重载的初始声明现在是 template Vector operator*(T scalar, const Vector & obj); ，但我得到了无论是否被注释掉，都会出现同样的错误。

现在我要讨论一个关于模板和运算符重载的更具体的问题。编译器现在停止编译，尽管错误现在是 Unresolved external 错误:

Error 1 error LNK2019: unresolved external symbol "class Vector __cdecl operator*(float,class Vector const &)"(??D@YA?AV?$Vector@M@@ MABV0@@Z) 在函数_main C:\Users\D03457489\Desktop\UVCTester\UVCTester\main.obj UVCTester中引用的引用

所以编译器告诉我它可以找到 operator*(float, Vector ) 的定义，但找不到实现。所以新的问题是:这是我的另一个基本疏忽的结果，还是不能以这种方式使用模板来生成操作数左侧未知的运算符重载？

Answer 1

不是第 4 行有错误，而是第 3 行。编译器正在寻找一个在左侧有一个 float 的内置函数，但它找不到。您将需要定义一个自由函数，例如:

template <typename T> Vector<T> operator*(T scalar, const Vector<T>& obj);