c++ - 如何使用模板修复 'no match for ‘operator*’(操作数类型为 ‘Matrix’ 和 ‘Matrix’)'

Question

我正在尝试在 C++17 中实现基于模板的 Matrix 类。该类应该覆盖 operator*() 以允许诸如

Matrix<double, 2, 3> a = {{{3,2,1},{1,0,2}}};
Matrix<double, 3, 2> b = {{{1,2},{0,1},{4,0}}};
Matrix c = a * b;

但这会导致编译器错误。

no match for ‘operator*’ (operand types are ‘Matrix<double, 2, 3>’ and ‘Matrix<double, 3, 2>’)
   43 |     Matrix c = a * b;
      |                ~ ^ ~
      |                |   |
      |                |   Matrix<[...],3,2>
      |                Matrix<[...],2,3>

原则上我知道 Matrix a 和 b 是完全不同的类型，但我认为这应该是可能的，因为第二个和第三个模板参数都是 size_t 类型。

template <typename T, size_t nbRows, size_t nbColumns>
class Matrix {
public:
    Matrix(std::vector<std::vector<T>> &&vector) {
        assert(vector.size() == nbRows);
        assert(vector.front().size() == nbColumns);

        auto matrixIter = matrix.begin();
        for(auto && row : vector) {
            std::copy_n(std::make_move_iterator(row.begin()), nbColumns, matrixIter);
            std::advance(matrixIter, nbColumns);
        }
    }

    friend inline Matrix operator*(Matrix lhs, const Matrix &rhs) {
        // Compute the product of lhs and rhs
        return lhs;
    }

private:
    std::array<T, nbRows * nbColumns> matrix;
};

Answer 1

你的 operator*适用于 Matrix<A, B>和 Matrix<A, B> (相同类型)但不是 Matrix<A, B>和 Matrix<B, A> (不同种类)。不要在类模板中定义运算符，而是像这样在类模板之外将其作为自由函数来实现:

template<typename T, size_t LhsRows, size_t LhsColumns, size_t RhsRows, size_t RhsColumns>
auto operator*(const Matrix<T, LhsRows, LhsColumns>& lhs, const Matrix<T, RhsRows, RhsColumns>& rhs)
{
    static_assert(LhsColumns == RhsRows, "unrelated matrix sizes");

    // ...
}

通过这种方式，您可以将运算符应用于 Matrix 的两个不同实例。类模板。