重載模板類二進制運算符*

Question

我正在編寫一個2D矩陣模板來學習模板和一些C ++ 11特性。

寫了以下標題：

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D
{
private:
    array<array<T,Columns>, Rows> m_Matrix;

public:
    Matrix2D() {}

    array<T,Columns>& operator[](unsigned int row)       { return m_Matrix[row]; } ;
    const array<T,Columns>& operator[](unsigned int row) const { return m_Matrix[row]; } ;

    friend Matrix2D operator+ <> (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs);
    friend Matrix2D operator* <> (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs);
};

operator+工作正常 - 我有一個實現，它編譯，鏈接，並通過調試器。

問題在於operator* ，我得到了編譯錯誤

1>...\matrix2d.h(18): error C2143: syntax error : missing ';' before '<'
1>...\matrix2d.h(19) : see reference to class template instantiation 'Matrix2D<T,Rows,Columns>' being compiled

嘗試使用運算符沒有代碼行，所以定義本身是錯誤的，我只是不明白為什么。

有人可以幫忙嗎？

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template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
Matrix2D<T, Rows, Columns> operator+ (const Matrix2D<T, Rows, Columns> &lhs, const Matrix2D<T, Rows, Columns> &rhs)
{
    Matrix2D<T, Rows, Columns> addResult;
    for (unsigned int i = 0; i < Rows; i++)
        for (unsigned int j = 0; j < Columns; j++)
            addResult[i][j] = lhs[i][j] + rhs[i][j];
    return addResult;
}

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
Matrix2D<T, Rows, Columns> operator* (const Matrix2D<T, lRows, lColumns> &lhs, const Matrix2D<T, rRows, rColumns> &rhs)
{
    Matrix2D<T, lRows, rColumns> mulResult;

    for(unsigned int i = 0; i < lRows; i++)
        for(unsigned int j = 0; j < rColumns; j++)
            for (unsigned int k = 0; k < lColumns; k++)
                mulResult[i][k] += lhs[i][k] * rhs[k][j];
    return addResult;
}

Answer 1

你不能對未聲明的模板功能進行專門化。 當然，在定義類模板之前聲明運算符將要求您轉發聲明它：

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D;

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
Matrix2D<T, Rows, Columns>
operator+ (const Matrix2D<T, Rows, Columns> &lhs, const Matrix2D<T, Rows, Columns> &rhs);

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
Matrix2D<T, Rows, Columns>
operator* (const Matrix2D<T, Rows, Columns> &lhs, const Matrix2D<T, Rows, Columns> &rhs);

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D
{
private:
    array<array<T,Columns>, Rows> m_Matrix;

public:
    Matrix2D() {}

    array<T,Columns>& operator[](unsigned int row)       { return m_Matrix[row]; }
    const array<T,Columns>& operator[](unsigned int row) const { return m_Matrix[row]; }

    friend Matrix2D operator+ <> (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs);
    friend Matrix2D operator* <> (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs);
};

或者，您可以采用簡單的方法為Matrix2D每個特化定義單獨的操作符函數：

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D
{
private:
    array<array<T,Columns>, Rows> m_Matrix;

public:
    Matrix2D() {}

    array<T,Columns>& operator[](unsigned int row)       { return m_Matrix[row]; }
    const array<T,Columns>& operator[](unsigned int row) const { return m_Matrix[row]; }

    friend Matrix2D operator+ (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs) {
        // do stuff that adds.
    }
    friend Matrix2D operator* (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs) {
        // do stuff that multiplies.
    }
};

我可能會使用更簡單的整體語法。

編輯：非正方形​​矩陣的正確乘法意味着operator*函數實際上需要成為Matrix2D的三個不同特化的Matrix2D ：左操作數的類型，右操作數和結果。 我認為這里的第一種方法會變得站不住腳。 你應該朋友所有operator*專業：

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D
{
  // ...

  template <typename U, typename V, unsigned Rows, unsigned Common, unsigned Columns>
  friend Matrix2D<decltype(std::declval<U>()+std::declval<V>()), Rows, Columns>
  operator * (const Matrix2D<U, Rows, Common>&,
              const Matrix2D<V, Common, Columns>&);

};

或者簡單地公開數據（無論如何，這可能是“數據收集”類的最佳方法）。

Answer 2

在：

template <class T, unsigned int Rows, unsigned int Columns>
class Matrix2D
{
    // ...
    friend Matrix2D operator* <> (const Matrix2D &lhs, const Matrix2D &rhs);
};

Matrix2D實際上是指Matrix2D<T, Rows, Columns> 。

你的operator *應該是

template <T, unsigned Rows1, unsigned int Common, unsigned int Column>
Matrix2D<T, Row1, Column> operator* (const Matrix2D<T, Row1, Common>& lhs, const Matrix2D<T, Common, Column>& rhs);