使用'+='运算符统一实现c++'+'运算符答案

【问题标题】：Unified implementation of c++ '+' operator using '+=' operator使用'+='运算符统一实现c++'+'运算符
【发布时间】：2018-09-25 03:13:36
【问题描述】：

例如，我有 2 个结构：一个 2D 向量和一个定义了 += 运算符的 3D 向量：

struct Vector2
{
    double x;
    double y;
    ....
    Vector2& operator+=(const Vector2& vector);
    ....
};

struct Vector3
{
    double x;
    double y;
    double z;
    ....
    Vector3& operator+=(const Vector3& vector);
    ....
};

使用相应的“+=”运算符为这些结构实现“+”运算符很简单：

Vector2 operator+(const Vector2& vector1, const Vector2& vector2) 
{
    Vector2 result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

Vector3 operator+(const Vector3& vector1, const Vector3& vector2) 
{
    Vector3 result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

我想把这两个函数统一起来，换成一个模板函数：

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
    T result(vector1);
    result += vector2;
    return result;
}

但是这个函数太笼统了，以至于它使 operator+ 对于其他类变得模棱两可。我尝试使用自定义类型特征和 static_assert 使此模板仅适用于 Vector2 和 Vector3 结构：

template <class T>
T operator+(const T& vector1, const T& vector2)
{
    static_assert(suitable_type_for_this_function<T>::value, "Unsupported type!");
    ...
}

但它不会隐藏其他类的模板运算符的声明。因此，这种方法再次导致歧义。

我怎样才能实现这样一个统一的operator+，但只为这2个特定类型定义呢？

【问题讨论】：

标签： c++ operators

【解决方案1】：

template<class D>
struct add_using_increment {
  using Self=add_using_increment<D>;
  friend D operator+(Self&& lhs, Self const& rhs){
    lhs+=rhs;
    return std::move(lhs.self());
  }
  friend D operator+(Self const& lhs, Self const& rhs){
    return D(lhs.self())+rhs;
  }
private:
  D&self(){ return *static_cast<D*>(this); }
  D const&self()const{ return *static_cast<D const*>(this); }
};

现在只需这样做：

struct Vector2:add_using_increment<Vector2>

或者，您可以使用 SFINAE 将模板参数限制为 (A) 是固定集合之一，(B) 定义了 void increment( lhs&, rhs const& ) 函数，(C) 定义了 +=。

您也可以使用boost.operators，这是我的add_using_increment 的工业级版本。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以申请SFINAE，使用std::enable_if 和std::is_same 来限制T 上允许的类型。

template <class T>
std::enable_if_t<std::is_same_v<T, Vector2> || std::is_same_v<T, Vector3>, T>
operator+(const T& vector1, const T& vector2);

【讨论】：