模板函数的参数没有进行任何隐式转换

Question

由于某种奇怪的原因，我无法将这段代码中的模板参数隐式转换为兼容类型。

#include <type_traits>

template <typename T, unsigned D>
struct vec;

template <>
struct vec<float, 2> {
    typedef float scalar;
    static constexpr unsigned dimension = 2;

    float x, y;
    float&       operator[] (unsigned i)       { return (&x)[i]; }
    float const& operator[] (unsigned i) const { return (&x)[i]; }
};


template <typename L, typename R>
struct add;

template <typename L, typename R, unsigned D>
struct add<vec<L, D>, vec<R, D>> {
    typedef vec<L, D> left_type;
    typedef vec<R, D> right_type;
    typedef vec<typename std::common_type<L, R>::type, D> return_type;

    add(left_type l, right_type r)
        : left(l),
          right(r)
    {}

    operator return_type() const
    {
        return_type result;
        for (unsigned i = 0; i < D; ++i)
            result[i] = left[i] + right[i];
        return result;
    }

    left_type  left;
    right_type right;
};


template <typename L, typename R, unsigned D>
add<vec<L, D>, vec<R, D>>
operator+(vec<L, D> const& lhs, vec<R, D> const& rhs)
{
    return {lhs, rhs};
}


int main()
{
    vec<float, 2> a, b, c;
    vec<float, 2> result = a + b + c;
}

失败：

prog.cpp: In function 'int main()':
prog.cpp:55:36: error: no match for 'operator+' in 'operator+ [with L = float, R = float, unsigned int D = 2u](((const vec<float, 2u>&)((const vec<float, 2u>*)(& a))), ((const vec<float, 2u>&)((const vec<float, 2u>*)(& b)))) + c'

所以如果我是正确的，编译器应该看到 main 函数中的代码是这样的：

• ((a + b) + c)
• 计算a + b
• 使用add<...> 中的转换运算符将a + b 的结果从add<...> 转换为vec<float, 2>
• 计算(a + b) + c

但它从不进行隐式转换。如果我将 (a + b) 的结果显式转换为 vec，则代码可以正常工作。

Answer 1

我将回避您的实际问题，而是提出建议：与其从头开始编写所有这些复杂的样板，不如查看 Boost.Proto，它已经处理了所有棘手的细节：

Proto 是一个用于在 C++ 中构建领域特定嵌入式语言的框架。它提供了用于构造、类型检查、转换和执行表达式模板的工具。更具体地说，Proto 提供：

• 表达式树数据结构。
• 一种为表达式提供额外行为和成员的机制。
• 从表达式构建树的运算符重载。
• 用于定义表达式必须符合的语法的实用程序。
• 一种用于立即执行表达式模板的可扩展机制。
• 一组可扩展的树转换，适用于表达式树。

另请参阅库作者的 Expressive C++ 系列文章，这或多或少可以作为（优秀）深入的 Boost.Proto 教程。

Answer 2

在模板参数推导过程中不使用大多数转换。

当您调用 operator+ 重载时，您依赖于模板参数推导：它仅在两个参数的类型为 vec<...> 时才可调用，但当您尝试调用它时，左侧参数的类型为 add<...> .编译器无法判断出您的真正意思是要调用该重载（并且不允许猜测），因此会出现错误。