将运算符作为函数模板参数传递

Question

我必须为我制作的一些非常复杂的对象重载基本算术运算符。至此，我已经成功实现operator*；现在我需要operator+ 等。operator* 的代码非常大，但operator* 和operator+ 之间的唯一区别将是我在某些复数上使用+ 而不是* 的一行.这条线将在一个被多次调用的循环内，所以我希望它高效，这似乎意味着没有函数指针。 （如果我错了，请纠正我。）

这似乎是模板的完美用途。但我不知道正确的语法。我在 ComplicatedObject 类定义中想这样的事情：

template <typename ComplexBinaryOp>
ComplicatedObject BinaryOp(const ComplicatedObject& B) const {
  // Do lots of stuff
  for(unsigned int i=0; i<OneBazillion; ++i) {
    // Here, the f[i] are std::complex<double>'s:
    C.f[i] = ComplexBinaryOp(f[i], B.f[i]);
  }
  // Do some more stuff
  return C;
}

inline ComplicatedObject operator*(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::complex::operator*>(B);
}

inline ComplicatedObject operator+(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::complex::operator+>(B);
}

这个问题是相关的："function passed as template argument"。但是作为模板参数传递的函数不是运算符。

我已经用我能想到的各种方式摆弄了语法，但是编译器总是抱怨语法不好。我该怎么做？

编辑：

为了清楚起见，我在上面的代码中包含了完整的解决方案，以及人们可能需要的其他概括：

template <typename ComplexBinaryOp>
ComplicatedObject BinaryOp(const ComplicatedObject& B) const {
  // Do lots of stuff
  for(unsigned int i=0; i<OneBazillion; ++i) {
    // Here, the f[i] are std::complex<double>'s:
    C.f[i] = ComplexBinaryOp()(f[i], B.f[i]); // Note extra ()'s
  }
  // Do some more stuff
  return C;
}

inline ComplicatedObject operator+(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::plus<std::complex<double> > >(B);
}

inline ComplicatedObject operator-(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::minus<std::complex<double> > >(B);
}

inline ComplicatedObject operator*(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::multiplies<std::complex<double> > >(B);
}

inline ComplicatedObject operator/(const ComplicatedObject& B) const {
  return BinaryOp<std::divides<std::complex<double> > >(B);
}

Answer 1

我认为 std::plus<std::complex> 和 std::multiplies<std::complex> 是您正在寻找的内容，但我不能 100% 确定我理解您的问题（您的代码 sn-p 在您没有向我们展示的课程中吗？）

Answer 2

你有两个选择。在运行时传递函数：

#include <functional>

template <typename ComplexBinaryOp>
ComplicatedObject BinaryOp(const ComplicatedObject& B, ComplexBinaryOp op) const {
  // ...
    C.f[i] = op(f[i], B.f[i]);
  // ...
}

// functor wrapping member function pointer
BinaryOp(B, std::mem_fn(&std::complex<double>::operator+));

// standard-issue functor
BinaryOp(B, std::plus<std::complex<double>>());

或者在编译时传递：

// or another floating-point type
typedef double (*ComplexBinaryOp)(double, double);

template <ComplexBinaryOp op>
ComplicatedObject BinaryOp(const ComplicatedObject& B) const {
  // ...
    C.f[i] = op(f[i], B.f[i]);
  // ...
}

// non-member function
template<class T>
std::complex<T> add_complex(const std::complex<T>& a, const std::complex<T>& b) {
  return a + b;
}

// non-member function pointer
BinaryOp<add_complex<double>>(B);

我相信您也可以通过更改 ComplexBinaryOp 的定义来对成员函数指针执行相同的操作。