模板化隐式类型转换运算符

Question

我已经实现了

template<int M, int N, typename T=double>
class matrix{
    // ...
}

并且希望能够在需要 T 的地方使用 matrix<1,1,T>。

我应该如何做到这一点？下面的工作吗？

template<typename T>
operator T(matrix<1, 1, T> mat) {
    return mat(0,0);
}

（甚至期望遇到matrix<1,1,T> 的原因是某些矩阵表达式具有这种类型。例如，将matrix<1,3> 与matrix<3,1> 相乘得到matrix<1,1>。）

Answer 1

您列出的代码将无法编译，因为您实际上是在尝试在 T 的定义之外实现 T 构造函数；或者如果它是一个基本类型，或者一个数组，它就更没有意义了。

您可以做的是在您的矩阵类中实现一个转换运算符 - 通过将其添加到通用模板或将 matrix 专门用于 M=1 和 N=1。

第一个选项如下所示：

template<int M, int N, typename T=double>
class matrix{
    // ...
    operator T() const {
        static_assert(M == 1 and N==1, 
            "Attempting to treat a matrix with multiple cells as a scalar");
        // code to return the single matrix element
    }
}

第二个：

template<int M, int N, typename T=double>
class matrix{
    // ...
}


template<typename T=double>
class matrix<1, 1, T>{
    // ... some code duplication here with the main template; or maybe
    // actually have different implementation banking on the fact that
    // it's really just a scalar.

    operator T() const {
        // code to return the single matrix element
    }
}

但坦率地说，我不认为我会推荐这些选项中的任何一个。我可能会执行以下操作之一：

• 采用 T 的改变函数，以便它可以“自然地”采用 1x1 矩阵（例如通过模板）
• 采用 T 的 Alter 函数可以“自然地”采用 任何 矩阵。许多标量工作对矩阵进行了有趣的推广。
• 明确说明转换，可能编写一个template <typename T> T as_scalar(const matrix<1,1,T> m) 函数。

Answer 2

把它放在类定义中：

template<int Md=M, int Nd=N, typename = std::enable_if_t<Md==1 && Nd==1>>
operator T() const {
    return (*this)(0,0);
}