C++ 中的条件模板返回类型答案

【问题标题】：Conditional template return type in C++C++ 中的条件模板返回类型
【发布时间】：2013-12-09 03:53:48
【问题描述】：

我以这种方式声明了一个模板化的Matrix 类：

template<typename Type> class Matrix {
   // Some code for matrix computations
}

现在，我正在尝试重载operator+，以保证结果会是更大的类型。我正在尝试这个东西：

template<typename OtherType> 
Matrix<Type> operator+ (Matrix<OtherType> mat) {
    // Dimension check and matrix addition code
}

但是这样做，我实际上会强制 C++ 选择 Matrix<Type> 作为返回类型。我想要实现的是，例如，Matrix<int> + Matrix<float> 将导致Matrix<float>。

关于如何做到这一点的任何建议？

【问题讨论】：

floats 不能存储每个 int 值。

标签： c++ templates types matrix return

【解决方案1】：

您可以使用编译时条件：

template<
    typename OtherType,
    typename T = typename std::conditional<(sizeof(Type) <= sizeof(OtherType)),
                    OtherType, Type>::type
>
Matrix<T> operator+ (const Matrix<OtherType>& mat);

或者使用C++11特性decltype推导类型：

template<typename OtherType>
auto operator+ (const Matrix<OtherType>& mat)
    -> Matrix<decltype(std::declval<OtherType>() + std::declval<Type>())>;

【讨论】：

请注意，使用 sizeof 执行此操作有点奇怪，因为它选择 int64_t 还是 double（同样是 int32_t 或 float）将取决于左侧的参数。

【解决方案2】：

你可以在这个简化的例子中模拟这个问题：

#include <type_traits>

template <typename T, typename U>
typename std::common_type<T, U>::type add(T x, U y)
{
    return x + y;
}

或者：

template <typename T, typename U>
auto add(T x, U y) -> decltype(x + y)
{
    return x + y;
}

这两种解决方案通常并不完全相同，但应该适用于基本算术运算。

【讨论】：

好吧，Matrix<T> const& x, Matrix <U> const& y) -> Matrix< decltype( x(0,0) + y(0,0)) >

【解决方案3】：

您需要一个映射来描述应该为给定的类型组合选择哪种类型。例如（仅针对浮点类型完成；当然可以扩展）：

template <typename, typename> struct best_type;
template <typename T> struct best_type<T, T> { typedef T type; };
template <> best_type<float, double> { typdef double type; };
template <> best_type<double, float> { typdef double type; };
template <> best_type<float, long double> { typdef long double type; };
template <> best_type<long double, float> { typdef long double type; };
template <> best_type<double, long double> { typdef long double type; };
template <> best_type<long double, double> { typdef long double type; };


template <typename T0, typename T1>
Matrix<typename best_type<T0, T1>::type>
operator+ (Matrix<T0> const& m0, Matrix<T1> const& m1) {
    // ...
}

operator+() 被表述为非成员，但它也可以成为成员（通常，operator+() 成为可能委派给成员 operator+=() 的非成员会更好）。

【讨论】：