CRTP：在基类函数中确定派生类类型以允许代码重用

Question

假设我有一个用于矩阵的 CRTP 模板类

template<class T, class Derived>
class MatrixBase{
private:
    //...

public:
    Derived some_function(const Derived &other){
          Derived& self = (Derived&)*this; // In my application I cant use static_cast.

          // Some calculations..., which will determine the below 
          // defined variables "some_number_of_rows" and "some_number_of_cols"

          // If Derived = DynamicMatrix<T>, then result should be declared as:
          DynamicMatrix<T> result(some_number_of_rows, some_number_of_cols);

          // while if Derived = StaticMatrix<T, Rows, Cols>, then result should be declared as:
          StaticMatrix<T, some_number_of_rows, some_number_of_cols> result;

          // Perform some more calculations...

          return result;
    }
};

template<class T>
class DynamicMatrix{
private:
     size_t n_rows, n_cols;
     T *data;
public:
     DynamicMatrix(const size_t n_rows, const size_t n_cols);
     // ...
};

template<class T, int Rows, int Cols>
class StaticMatrix{
private:
     size_t n_rows = Rows, n_cols = Cols;
     T data[Rows * Cols];
public:
     StaticMatrix() {}
     // ...
};

如何检查MatrixBase::some_function(const Derived &other) 中的派生类类型以在两个派生类中使用此基函数？，从而避免在这些类中分别重新定义/覆盖/代码重复。在这种情况下，基本上只有result 矩阵的声明需要我检查派生类类型，因为声明是不同的，具体取决于它是固定大小的矩阵还是动态矩阵。也欢迎使用除类型检查之外的其他解决方案。

注意：由于我的应用程序的性质，我无法使用标准功能。

编辑：示例函数中的some_number_of_rows 和some_number_of_cols 通常不是constexpr，因为它们取决于对象矩阵的函数和大小。例如，对于 transpose 函数，结果的维度必须为 <Derived.n_cols, Derived.n_rows，而对于按列的点积，则为 <1, Derived.n_cols>。

Answer 1

这是一个具有挑战性的问题。基本上，some_number_of_rows 和 some_number_of_cols 必须在StaticMatrix的情况下是constexpr，而不能在DynamicMatrix的情况下是constexpr。 p>

一种解决方案是将新矩阵的创建委托给派生类。它将以constexpr 或不constexpr 进行大小计算，以适合它的为准。

另一种是在 CRTP 类中进行大小计算两次，一次为constexpr，一次为非constexpr，并将两个结果传递给派生对象创建函数：constexpr 作为模板参数传递, 和非constexpr 作为常规参数。创建函数专门用于静态和动态矩阵。静态版本忽略非constexpr参数，反之亦然。

Answer 2

据我了解，您可以在Derived 中添加那些工厂方法：

如果some_number_of_rows、some_number_of_cols 在这两种情况下都可以是 constexpr（以满足更受​​约束的Derived），您可以执行以下操作：

template<class T>
class DynamicMatrix
{
  // ...
  template <std::size_t Row, std::size_t Col>
  static DynamicMatrix<T> Create() { return DynamicMatrix(Row, Col); }
};

template <class T, int Rows, int Cols>
class StaticMatrix{
  // ...
  template <std::size_t Row, std::size_t Col>
  static StaticMatrix<T, Row, Col> Create() { return {}; }
};

有

auto result = Derived::Create<some_number_of_rows, some_number_of_cols>();

否则，您也必须将该计算转移到派生函数中：

template<class T>
class DynamicMatrix
{
  // ...
  DynamicMatrix<T> CreateEmptyTransposed() const { return DynamicMatrix(n_cols, n_rows); }
};

template <class T, int Rows, int Cols>
class StaticMatrix{
  // ...
  StaticMatrix<T, Cols, Row> CreateEmptyTransposed() const { return {}; }
};

有

auto result = self.CreateEmptyTransposed();