模板类中的 c++ 赋值运算符实现

Posted 2023-02-25

【中文标题】模板类中的 c++ 赋值运算符实现

【英文标题】：c++ assignment operator implementation in templated class

【发布时间】：2011-05-23 04:20:15

【问题描述】：

我正在构建自己的矩阵类来巩固我对 C++ 的理解。它是模板化的，所以我可以有一个 int 矩阵或一个浮点数或布尔矩阵。我不打算实现复制构造函数或赋值运算符或析构函数，因为我不会有任何动态成员元素，但如果我有：

Matrix<float,3,4> mat1;
Matrix<int,45,45> mat2;
mat1 = mat2;

它返回以下错误：

/Users/Jake/Dropbox/C++/test.cpp: In function ‘bool test1()’:
/Users/Jake/Dropbox/C++/test.cpp:23: error: no match for ‘operator=’ in ‘m2 = m1’
/Users/Jake/Dropbox/C++/Matrix.h:22: note: candidates are: Matrix<float, 3u, 4u>& Matrix<float, 3u, 4u>::operator=(const Matrix<float, 3u, 4u>&)

其中，如果两个矩阵都是浮点数或整数，没关系。尺寸不必匹配。因此，除非它们属于不同类型，否则默认赋值运算符效果很好。所以我实现了自己的赋值运算符：

template <class T, unsigned int rows, unsigned int cols>
template <class T2, unsigned int rows2, unsigned int cols2>
Matrix<T, rows2, cols2> & Matrix<T,rows,cols>::operator= (const Matrix<T2, rows2, cols2> & second_matrix)
        unsigned int i,j;
for (i=0; i < rows2; i++)
    for (j=0; j < cols2; j++)
        data[i][j] = second_matrix(i,j);    
    

this->_rows = rows2;
this->_cols = cols2;
return *this;

如果它们是不同的类型，但尺寸相同，则此方法有效 - 但第二个中的值从第二个类型转换为第一个。我的问题是，我该如何设置它，以便它们可以是不同的类型和不同的尺寸，并且只需将其设置为指向第二个或第二个的副本？

【问题讨论】：

我怎样才能设置它，以便它们可以是不同的类型和不同的尺寸，并且只需将其设置为指向第二个或第二个的副本？ 它已经解释过你不能，C++ 阻止你对矩阵理论中不存在的矩阵执行操作——你不能分配矩阵，其维度不相同。

【参考方案1】：

您遇到的问题是您有三种类型，但您只提到了两种。从根本上说，

Matrix<float,3,4> mat1;
Matrix<int,45,45> mat2;
mat1 = mat2;

不能工作，因为赋值的结果应该是Matrix<float, 45, 45>，但mat1的类型是Matrix<float, 3, 4>。这不可能改变。

矩阵的维度必须是类型的一部分是否有原因？看起来你真的想让这些东西动态地改变。就这样吧：'

template <class T>
class Matrix

    unsigned int rows;
    unsigned int cols;
  public:
    Matrix(numrows, numcols): rows(numrows), cols(numcols) 
;

等...然后您可以在运行时更改矩阵的维度。

【讨论】：

正是我的想法？为什么矩阵的维度是类型的一部分而不是其中的变量？

但这是一个完全不同的 Matrix 类，它不再在堆栈上，它必须动态分配它的元素。通常，由于密集矩阵上的操作非常慢，因此大小不会那么大，因此为了提高性能，使用堆栈分配的矩阵是有利的。

如果您问我，我更喜欢将维度放入类型中，因为我认为更改矩阵的维度没有任何意义。但是，发帖人想要执行该任务，这就是结果。

好的，我理解它基本上归结为设计选择。我不想动态分配数据，所以我只需要坚持我为每个矩阵设置的参数，是吗？我以为我可以同时拥有它，但我知道我必须如何选择。谢谢大家。

【参考方案2】：

我如何设置它，以便它们可以是不同的类型和不同的尺寸，并且只需将其设置为指向第二个或第二个的副本？

你没有。

mat 不指向Matrix<float,3,4>；它是Matrix<float,3,4>。它永远不可能是别的东西。没有办法将mat 变成Matrix<int,45,45>。

如果希望能够指向不同的对象，则需要使用指针（或引用）。为了能够拥有一个可以指向Matrix 的任何特化的指针，您需要创建一个基类并从该基类派生Matrix：

class MatrixBase  ;

template <typename T, unsigned Rows, unsigned Columns>
class Matrix : public MatrixBase  ;

然后您可以使用MatrixBase* 指向任何Matrix 类型的对象，并且您可以使用MatrixBase& 来引用任何Matrix 类型的对象。您需要将尽可能多的共享功能放入MatrixBase 类或使用虚函数。

【讨论】：

您确定要将Rows 和Cols 设为typename 而不是unsigned int 吗？

@TokenMacGuy：你什么意思？他们是unsigned！ :-O（谢谢，哈哈）