c++ - 从抽象类中声明的重载算术运算符返回指针是否合理？

Question

我有几个纯虚类，Matrix 和 Vector。在我的代码库中，我尝试只创建对它们的依赖，而不是它们的具体子类，例如SimpleTransformationMatrix44 和 SimpleTranslationVector4。这样做的动机是我可以使用第三方(改编的)类来代替我的类而不会有太多麻烦。

我想重载算术运算符(来自 here ):

T T::operator +(const T& b) const;
T T::operator -(const T& b) const;
T T::operator *(const T& b) const;

我想在纯虚类中声明它们，以便对它们的引用/指针执行操作是有效的，问题是抽象类不能按值返回。我能想到的最佳解决方案是这样的:

std::unique_ptr<T> T::operator +(const T& b) const;
std::unique_ptr<T> T::operator -(const T& b) const;
std::unique_ptr<T> T::operator *(const T& b) const;

这允许这样做(没有向下转换!):

std::unique_ptr<Matrix> exampleFunction(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2)
{
    std::unique_ptr<Matrix> product = matrix1 * matrix2;
    return std::move(product);
}

在这种情况下，指针似乎是唯一的选择，因为返回一个值是无效的，而返回一个引用是很愚蠢的。

所以我想我的问题是:我是否因为这个想法而偏离了情节？如果您在您正在处理的某些代码中看到它，您会想到 WTF 吗？有没有更好的方法来实现这一点？

Answer 1

首先:重载运算符最适用于值类型。正如您所发现的，多态性并不能很好地发挥作用。不过，如果您愿意拄着拐杖行走，这可能会有所帮助:

如果您遵循 Stackoverflow's operator overloading FAQ 的建议，您将在 operator+=() 之上将 operator+() 作为非成员实现。后者返回一个引用。这仍然是一个问题，因为它只能返回一个基类引用，但只要你只将它用于期望它的表达式，就没问题。

如果您随后模板化 operator+() as DeadMG suggested ，你也许可以做你想做的事:

template<typename T>
T operator+(const T lhs, const T& rhs)
{
  lhs += rhs;
  return lhs;
}

请注意，这会捕获任何找不到更好匹配的 operator+() 重载的 T。 (这可能看起来是个好主意——直到您忘记包含 header 并且此运算符捕获 x+y，使代码编译，但默默地产生错误结果。)所以您可能想要限制这。

一种方法是将其放入与矩阵和 vector 类型相同的命名空间中。或者您使用 static_assert 来确保只传入从两者派生的类型。