類型之間的轉換

Question

這是關於班級設計的問題。 我對編譯器如何處理這兩個類感到困惑。 作為一種面向對象的語言，C ++需要優化抽象層或類型抽象層以提高效率。 我可以考慮的一個示例是迭代器。 它們是與指針完全不同的類型，但是編譯器可以進行優化，例如在for循環中，其效率與指針相同。

我擔心的是，如果這兩個類只有一個，那么如何使它們效率更高。 這兩個類是Point3和Vector3的數學表示。

Point3上的運算確實很有限，但是在數學上，我們可以通過從Origin減去Point3來從Point3制作出Vector3。 我們也可以通過將Vector3的末端視為Point3來做相反的事情。

例如，縮放Point3。

Point3<float> positionStart;
Vector3<float> scale;
Point3<float> positionEnd;

positionEnd = scale * positionStart;

這應該將positionStart Point3轉換為Vector3，進行乘法運算，然后獲取臨時Vector3的終點，將其分配給positionEnd 。

我們如何在C ++中高效地對此進行編碼，以使這些轉換實際上不會發生。 因為最后Point3和Vector3由3個浮點數表示。 在運行時，應該算是Point3還是Vector3，但編譯器應該關心類型而不是處理器。

我希望這很清楚，如果沒有，我會盡力解釋我的困惑。

謝謝

**更新**為了更加關注問題，可以使用轉換構造函數或轉換來完成。 運營商。 內部實際上是相同的。 我猜通過內聯，這些構造函數和轉換運算符將使編譯器能夠看到低谷並進行優化。

Answer 1

最簡單的方法是將點坐標作為矢量存儲在內部。 由於我不知道operator*會做什么，因此我將在operator+上顯示清楚的語義（但是請注意，這是未經測試的代碼）：

template<typename Field> class Point
{
public:
  Point& operator+=(Vector<Field> const& v);
  // the rest of the Point interface
private:
  Vector<Field> position; // holds the vector from the origin to this point
};

template<typename Field>
 inline Point<Field>::operator+=(Vector<Field> const& v)
{
  position += v;
}

template<typename Field>
 inline Point<Field> operator+(Point<Field> p, Vector<Field> const& v)
{
  return p += v;
}

現在， p += v將被優化為p.position += v如果position不是私有的將被編譯為的確切代碼。 因此，最終您只有一個向量加法。