c++ - 如何根据模板的两个整数参数之间的关系部分特化模板

Question

我想设计一个 m x n 矩阵类(作为由 m 行和 n 列参数化的模板)并且需要对其进行专门化，以便为其配备基于三个条件的数学上可能的操作:

1. m > n
2. m == n
3. 没有针对 m < n 的专门化，即基本或默认实现

模板签名很简单:

template <size_t m, size_t n, typename T = double> class MatrixBase
{
....
};

我该怎么做？可以用类型特征来完成吗？或者我应该使用 std::conditional<>或 std::enable_if<> ？。从概念上讲，我想要完成的是向类添加 方法，但不对其进行子类化和创建任何继承层次结构。我想将推导树用于其他用途，即矩阵内的数据存储。

所以我想要一个矩阵，如果声明为例如 MatrixBase<4, 4, float>有(凭借特化)一个名为 inverse () 的方法，而用 m <> n 声明的矩阵则不然。同样，用于 m > n 的矩阵的额外方法。

Answer 1

可以用std::enable_if来完成:

template <size_t m, size_t n, typename T = double>
class MatrixBase
{
public:

    template <typename T1 = T>
    std::enable_if_t<m == n, MatrixBase<m, m, T1>> inverse() const
    {
        // Calculate inverse
        return{};
    }
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
    auto msquare = MatrixBase<4, 4>();
    auto mrect = MatrixBase<4, 3>();
    msquare.inverse(); // No error
    mrect.inverse();   // Compilation error

    return 0;
}

对于部分特化，您还可以使用 enable_if:

template <size_t m, size_t n, typename T = double, typename E = void>
class MatrixBase
{
public:

    template <typename T1 = T>
    std::enable_if_t<m == n, MatrixBase<m, m, T1>> inverse() const
    {
        // Calculate inverse
        return{};
    }
};

template <size_t m, size_t n, typename T>
class MatrixBase<m, n, T, std::enable_if_t<m == n, void>>
{
public:

    static bool m_equals_n()
    {
        return true;
    }

};

template <size_t m, size_t n, typename T>
class MatrixBase<m, n, T, std::enable_if_t<n < m, void>>
{
public:

    static bool m_greater_than_n()
    {
        return true;
    }

};


template <size_t m, size_t n, typename T>
class MatrixBase < m, n, T, std::enable_if_t<m < n, void>>
{
public:

    static bool m_less_than_n()
    {
        return true;
    }

};


int main(int argc, const char *argv[])
{
    auto msquare = MatrixBase<4, 4>();
    auto m_4_3 = MatrixBase<4, 3>();
    auto m_3_4 = MatrixBase<3, 4>();

    msquare.m_equals_n();
    //msquare.m_greater_than_n();  // Compilation error
    m_4_3.m_greater_than_n();
    m_3_4.m_less_than_n();


    return 0;
}