为什么这行得通？ （具有不同参数的模板类的模板友元函数）

Question

我有一个矩阵类：

template <typename T, const int N, const int M>
class TMatrixNxM
{
    (...)
    friend TMatrixNxM operator*(const TMatrixNxM&, const TMatrixNxM&);
    (...)
}

现在，在数学中，将 NxM 矩阵与 MxP 矩阵相乘会返回 NxP 矩阵。因此，我需要一个返回 NxP 矩阵的运算符，并将 NxM 和 MxP 矩阵作为参数，如下所示：

template <typename T, const int N, const int M, const int P>
TMatrixNxM<T, N, P> operator*(const TMatrixNxM<T, N, M> &par_value1, const TMatrixNxM<T, M, P> &par_value2)
{
    TMatrixNxM<T, N, P> result;

    (...) //Calculate

    return result;
}

当我测试它时：

TMatrixNxM<float, 2, 3> m1;
(...) //Set the values

TMatrixNxM<float, 3, 4> m2;
(...) //Set the values

TMatrixNxM<float, 2, 4> m3 = m1 * m2;

m1.print(); //Matrix class has a print function for testing
printf("\n");
m2.print();
printf("\n");
m3.print();

它就是这样工作的。这究竟是如何以及为什么起作用的？重载运算符需要一个额外的模板参数，而类只需要 3 个，并且在声明中我没有指定任何内容。但是，如果我这样声明：

template <typename T, const int N, const int M>
class TMatrixNxM
{
    (...)
    template<typename T, const int N, const int M, const int P> friend TMatrixNxM<N, P> operator*(const TMatrixNxM<N, M>&, const TMatrixNxM<M, P>&);
    (...)
}

然后编译器抱怨模板参数太少。我希望我不会在这里遗漏一些明显的东西。

谢谢！

编辑

我现在看到“争论太少”的抱怨是针对我没有包括 T 的事实。应该是 TMatrixNxM 等

Answer 1

两件事：

1) 编译器理解类的模板参数和函数的模板参数之间的区别。您可以拥有一个具有 3 个模板参数的类和一个具有 4 个模板参数的函数。

所以当你声明时：

template <typename T, const int N, const int M, const int P>
TMatrixNxM<T, N, P> operator*(const TMatrixNxM<T, N, M> &par_value1, constXX TMatrixNxM<T, M, P> &par_value2)

您已经定义了一个接受 4 个模板参数的函数。然后，当编译器看到：

TMatrixNxM<float, 2, 4> m3 = m1 * m2;

编译器推导出 4 个模板参数：T、N、M 和 P。它推导出 T = float、N = 2、M = 4，并且 P = 来自 par_value2 的第三个模板参数。

还要注意，函数的模板参数名称不必与类上的模板参数名称相同：

template <typename FOO, const int BAR, const int BAZ, const int QUX>
TMatrixNxM<FOO, BAR, QUX> operator*(const TMatrixNxM<FOO, BAR, BAZ> &par_value1, const TMatrixNxM<FOO, BAR, QUX> &par_value2)

2) 在您的第二个示例中，您确实缺少模板参数。您正在尝试返回 TMatrixNxM 但 TMatrixNxM 需要 3 个参数。如果您将返回类型更改为 TMatrixNxM，看起来它会起作用......这就是您在第一部分中所做的。