C++模板元编程:重载操作符

Question

我目前正在尝试模板元编程。我正在尝试使用tmp创建一个有限状态机。我知道web上有几个实现，但我想自己实现一个作为练习。

我试图在基类中为模板化基类的模板化派生重载运算符。假设我们有一个基类：

template<typename Input>
class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;    
    virtual bool operator()(const Input& input) const = 0;

    template<typename Lhs, typename Rhs>
    constexpr Derivation1<Input, Lhs, Rhs> operator||(const Lhs& left, const Rhs& right) const;

    template<typename Lhs, typename Rhs>
    constexpr Derivation2<Input, Lhs, Rhs> operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right) const;
};

以及它的两个派生：

template<typename Input, typename... TSpecialized>
class Derivation1 : public Base<Input>
{
public:
    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        // ...
    }
};

template<typename Input, typename... TSpecialized>
class Derivation2 : public Base<Input>
{
public:
    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        // ...
    }
};

以及我们在基类中声明的运算符的定义：

template <typename Input>
template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation1<Input, Lhs, Rhs> Base<Input>::operator||(const Lhs& left, const Rhs& right) const
{
    return Derivation1<Input, Lhs, Rhs>();
}

template <typename Input>
template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation2<Input, Lhs, Rhs> Base<Input>::operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right) const
{
    return Derivation2<Input, Lhs, Rhs>();
}

Rhs和Lhs类型也是基类的派生。

当我尝试使用像这样的操作符时：

Derivation3<int, 10, 20> left;
Derivation4<int, 300, 290> right;

auto result = left || right;

我得到一个错误，说没有重载的运算符与参数匹配。这两个派生具有相同的基类型：Base<int>，应在其中声明重载。然后，变量result的类型应该是Derivation1 (就像我们在上面的代码中声明的那样)。

在这种情况下，我如何正确地重载操作符？

Answer 1

我找到了一个解决方案。我已经在基类中创建了一个typedef：

template<typename Input>
class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;    
    virtual bool operator()(const Input& input) const = 0;

    typedef Input inputType;
};

我把操作符重载移到了类之外：

template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation1<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs> operator||(const Lhs& left, const Rhs& right)
{
    return Derivation1<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs>();
}

template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation2<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs> operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right)
{
    return Derivation2<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs>();
}

这段代码按照预期完美地工作。