c++ - 在用它执行算术时隐式地将对象转换为浮点类型

Question

假设我们有一个全局对象 pi，我们想根据上下文将其隐式转换为 float 或 double。以下不起作用:

#include <cmath>

class Pi {
public:
    Pi() {}

    operator float() const {
        return std::atan(1.0f)*4.0f;
    }

    operator double() const {
        return std::atan(1.0)*4.0;
    }
};

const Pi pi;

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    std::cout << std::setprecision(50) << pi * 1.0f << std::endl;
    std::cout << std::setprecision(50) << pi * 1.0  << std::endl;
}

它不起作用的原因是编译器不知道它是否应该将 pi 隐式转换为 float 或 double .但是，假设我们总是希望它在二元算术运算符中转换为另一个操作数的类型。在 C++11 或更高版本中是否有一些优雅的方法来实现它，或者我应该重载所有算术运算符？类似的东西:

class Pi {
public:
    Pi() {}

    float operator*(float x) const {
        return (std::atan(1.0f)*4.0f) * x;
    }

    double operator*(double x) const {
        return (std::atan(1.0)*4.0) * x;
    }

    //...
};

或者您能否想出一个更优雅的解决方案，将全局对象隐式转换为适合上下文的类型？

Answer 1

您的第一次尝试很接近。让我们在类外添加一个模板化的 * 运算符:

template<typename T>
T operator*(const Pi& pi, T&& other)
{
    return static_cast<T>(pi) * std::forward<T>(other);
}

现在可以了。 Live Demo

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完整代码

#include <cmath>
#include <iostream>
#include <iomanip>

class Pi {
public:
    Pi() {}

    operator float() const {
        return std::atan(1.0f)*4.0f;
    }

    operator double() const {
        return std::atan(1.0)*4.0;
    }
};

const Pi pi;

template<typename T>
T operator*(const Pi& pi, T&& other)
{
    return static_cast<T>(pi) * std::forward<T>(other);
}

int main() {
    std::cout << std::setprecision(50) << pi * 1.0f << std::endl;
    std::cout << std::setprecision(50) << pi * 1.0  << std::endl;
}

输出:

3.1415927410125732421875
3.141592653589793115997963468544185161590576171875

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如果您想真正严格地了解 T 的替代品，请查看 type_traits 内的 std::enable_if 和 std::is_floating_point