C++ 在模板编译器错误中使用模板

Question

所以我是第一次学习如何使用模板。我正在尝试创建简化的 vector 和点类。不幸的是，我需要建模一个点可以被一个 vector 平移，并且由于减去两点可以创建一个 vector 。

我遇到的问题是我需要将文件包含在彼此中。当我在我的点模板 header 中包含我的 vector 类时，我收到编译器错误，因为点类不再被识别为模板。

vector 类(在 Vector3D.h 中)

#include "Point3D.h"

template <class T>
class Vector3D
{
public:
    //Members
    T x,y,z;

    ... //more boring functions

    Point3D<T> operator+ (const Point3D<T>& pt)
    {
        Point3D <T> pt2(x + pt.x, y + pt.y, z + pt.z);
        return pt2;
    }
};

点类(在 Point3D.h 中)

#include "Vector3D.h"

template <class K>
class Point3D
{
public:
    //Members
    K x,y,z;

    ...//boring functions of little importance

    // shifts point by a vector
    Point3D<K> operator+ (const Vector3D<K>& other)
    {
        return Point3D<K>(x + other.x, y + other.y, z + other.z);
    }

    //creates a vector from the differnce between two points
    Vector3D<K> operator- (const Point3D<K>& rhs)
    {
        return Vector3D<K>(x-lhs.x,y-lhs.y,z-lhs.z)
    }
};

现在我得到以下编译器错误(Intel C++ 15):

1>F:\Dev Repos\Vascular Modeling\Radiation Modeling Projects\CGAL BOOST  INTEL project1\Vector3D.h(197): error : Point3D is not a template
1>      Point3D<T> operator+ (const Point3D<T>& pt)
1>      ^
1>  
1>F:\Dev Repos\Vascular Modeling\Radiation Modeling Projects\CGAL BOOST INTEL project1\Vector3D.h(197): error : Point3D is not a template
1>      Point3D<T> operator+ (const Point3D<T>& pt)

我做错了什么？我假设我试图打破物理定律并创建某种循环。解决方案是进行拆分文件实现吗？

谢谢，

将

Answer 1

如评论中所述，您想使用前向声明。对于您的模板类，它们看起来像这样:

template <class K> class Point3D; //before defining Vector3D

template <class T> class Vector3D; //before defining Point3D

假设你也正确地使用了 include guards(如果你在这种情况下不使用 include guards，头文件将无限期地相互包含并且你会得到更奇怪的错误消息)，这应该使一切都正确编译.与非模板类不同，您不必将方法的实现移动到其他文件中，因为它们是在实例化模板时生成的，而不是在定义它们时生成的。

不过，作为旁注，通常建议将二元运算定义为独立函数而不是类成员，因为隐式转换的规则不同并且稍微更直观。因此，我建议改为这样做:

//shifting points by vectors
template <class T>
Point3D<T> operator+ (const Vector3D<T>& vec, const Point3D<T>& pt)
{
    return {vec.x + pt.x, vec.y + pt.y, vec.z + pt.z};
}
template <class T>
Point3D<T> operator+ (const Point3D<T>& pt, const Vector3D<T>& vec)
{
    return vec + pt;
}

//getting a vector from the difference of points
template <class T>
Vector3D<T> operator- (const Point3D<T>& a, const Point3D<T>& b)
{
    return {a.x - b.x, a.y - b.y, a.z - b.z};
}

这也使得这些函数的 const 正确性稍微更加明显。如果你真的想更进一步(并且你正在使用 C++11，我假设你此时正在使用)，你也可以将这些函数中的每一个标记为 constexpr 以使其成为可以在常量表达式中使用 vector/点运算。