矩阵中“运算符*”的无匹配运算符

Question

我有一个矩阵类如下：

template <size_t M, size_t N, typename T>
class Matrix
{
public:
    Matrix<M, N, T> operator +(const Matrix<M, N, T>& B) const;
    template <size_t P> Matrix<M,P,T> operator*(const Matrix<N, P, T>& B) const;
    template <typename T2> operator T2() const;  

private:
  T data[M][N];
};

// ... the body is in header file too  ...//

身体写得很好，一切都很好。当我将两个矩阵定义如下：

Matrix < 10, 10, int> m1;
Matrix < 10, 10, float> m2;

m1 + m2;  // OK
m1 * m2;  // error: no match for 'operator*' in 'm1 * m2'

第一个'+‘操作符运行良好，因为隐式强制转换已经在其上执行。但对于不同值类型的第二个“*”运算符，则会发生错误。

错误:与“m1*m2”中的“运算符*”不匹配

知道吗?！

更新：所有代码都在头文件中。除了“*”接线员之外，我没有任何问题。

关于“+”操作符你能说些什么？我对模板/操作符/铸造了如指掌。但是这个问题对我的gcc编译器来说就像一个错误！？我写了一个转换操作符，这个操作符在'+‘操作符之前调用，但是我不知道为什么它不执行'*’操作符！

Answer 1

这个问题或多或少是典型的。重载解析首先构建一个可能的函数列表；在本例中，是名为operator*的函数。为此，它将范围内的所有operator*函数添加到列表中，并尝试通过应用类型演绎来实例化所有函数模板；如果类型演绎成功，则将模板的实例化添加到列表中。(函数模板是而不是函数。函数模板的实例化是一个函数。)

模板类型推断的规则与重载解析中使用的规则不同。特别是，只考虑非常小的一组转换。不考虑用户定义的转换运算符。结果是，在m1 * m2中，operator*的类型扣减失败(因为它需要不考虑的转换)。因此，没有将函数模板的实例化添加到列表中，也没有其他operator*。

更普遍的情况是:您是operator T2()，即使允许，也不允许进行类型推断；有无限数量的转换将与operator*匹配。事实上，我怀疑你把它变得太笼统了；你想要一个operator Matrix<M, N, T2>()。(这并不是说这会有帮助，但在某些情况下，它可能会消除歧义。)

您可能可以通过定义一个：

template<size_t P, tyepname OtherT>
Matrix<M, P, T> operator*( Matrix<N, P, T> const& rhs ) const;

，然后在操作符内执行转换*。(我还没有试过，也不确定，但我认为您现有的operator*应该被认为是“更专业的”，因此，当类型推导成功时，应该选择两者。)

话虽如此，我认为你这样做是错误的。您真的希望m1 * m2和m2 * m1的返回类型不同吗？首先，我要求客户端代码将转换显式化(在当前代码中是如此)；如果您确实希望支持隐式转换，我认为您需要将operator*变成全局的，使用某种简单的元编程来确定正确的返回类型(例如，给定long和unsigned的矩阵，您可能希望有一个unsigned long的返回类型，因为这就是混合类型算法与这些类型所提供的)，将两边转换为目标类型，并对其执行算法。对于可能不是非常重要或有用的特性，做了大量的工作。(当然，这只是我的观点。如果你的客户真的想要混合类型的算术，并且愿意为此付钱.)

Answer 2

隐式强制转换是示例中的罪魁祸首(m1 * m1工作)。虽然我的语言不够坚定，无法确切地告诉您为什么，但我怀疑模板运算符*方法(它没有精确地指定类型)和必要的类型转换的组合有太多的模糊性。编译器被告知它可以将您的矩阵转换成任何类型，并且模板化的类型系列可能是operator*的有效参数。在确定从这些方法调用哪个operator*时，我会遇到问题。插入static_cast作为m1 * static_cast< Matrix<10,10,int> >(m2)确认了这种怀疑。

本征库是一个相当成熟和非常好的矩阵库，它们也不进行隐式标量转换。相反，他们采用了一种铸造方法：

template <typename Scalar> Matrix<M,N,Scalar> cast() const;

在你的例子中，你会写：

m1.cast<float>() * m2;