具有不同参数的 C++ 运算符重载模板

Question

我正在探索 C++，我想使用模板创建一个迷你数学矩阵库。

在这里，我想重载运算符*。

如果我这样描述一个矩阵:M(y, x)，M 是矩阵名称，y 和 x 高度和宽度，矩阵乘法应该是这样的:

M(a, b) * N(b, c) = R(a, c)

目前我有这段代码:

template<unsigned int y, unsigned int x>
class Matrix
{
public:
    Matrix() { }
    ~Matrix() { }

    Matrix<y, x2>& operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
    {
        // code...  
    }
private:
    std::array<std::array<double, x>, y>    m_values;
};

所以我希望能够像这样将两个不同的矩阵相乘:

Matrix<3, 4> m;
Matrix<4, 2> n;

// fill the matrix with values

Matrix<3, 2> o = m * n;

我搜索过但没有找到这个问题的答案(也许是因为我真的不知道我必须准确搜索什么)。

感谢您的帮助:)

Answer 1

你需要让你的 operator* 成为一个模板成员函数，像这样:

template <unsigned int y2, unsigned int x2>
Matrix<y, x2> operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
{
    // code...  
}

注意返回类型不再是引用，因为 operator* 应该返回一个新值——如果你愿意，你可以定义一个互补的 operator*=就地修改 LHS 矩阵。

另一件需要注意的事情是，矩阵乘法只有在矩阵的维度一致时才有意义:也就是说，如果 LHS 中的列数与 RHS 中的行数匹配。要强制执行此操作，您可以在成员函数中使用 static_assert 以确保模板参数一致:

template <unsigned int y2, unsigned int x2>
Matrix<y, x2> operator*(const Matrix<y2, x2>& right)
{
    static_assert(y2 == x, "Matrix dimensions mismatched");
    // code...
}