C++类模板构造函数 - 带数组(U*)的重载引用(U&)失败

Question

我正在尝试构建一个构造函数,将一个数组作为一个参数,重载另一个采用标量的人.代码如下.

#include <iostream>

template <typename T>
class SmallVec { // This is a 3 dimensional vector class template
public:
    T data[3] = {0}; // internal data of class
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U& scalar) { // if a scalar, copy it to each element in data
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(scalar);
        }
    }
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U* vec) { // if a vector, copy one by one
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(*vec); 
            vec++;
        }
    }
};

int main() {
    float num = 1.2;
    float *arr = new float[3];
    arr[2] = 3.4;
    SmallVec<float> vec1(num); // take num, which works fine
    SmallVec<float> vec2(arr); // !!!--- error happens this line ---!!!
    std::cout << vec1.data[2] << " "  << vec2.data[2] << std::endl;
    return 0;
}

编译器抱怨说

error: invalid static_cast from type 'float* const' to type 'float'

显然,vec2(arr)仍然调用第一个构造函数.但是,如果我删除template <typename U>并替换U为T.该程序运行正常.我该怎么做才能纠正这个问题？

任何建议表示赞赏!

Answer 1

我正在尝试构建一个构造函数以将数组作为参数

（...）

explicit SmallVec(const U* vec) { // if a vector, copy one by one

您不采用数组。你拿一个指针，它可能指向数组，也可能不指向数组，即使它指向数组，谁说数组至少有三个元素？这是一个严重的设计缺陷。

C++ 确实允许您通过引用或 const 引用获取原始数组，尽管语法很糟糕：

explicit SmallVec(const U (&vec)[3]) {

构造函数的实现也不同：

    for(int index = 0; index < 3; ++index) {
        data[index] = static_cast<T>(vec[index]); 
    }

main然而，看看问题就更深了。您可以使用new[]动态分配数组。这已经是一个非常糟糕的主意了。巧合的是，您的示例也错过了delete[]. 为什么不使用本地数组呢？

 float arr[3];

这将使您的程序编译并可能正确运行，但您的代码中仍然存在未定义的行为，因为您只将数组的第三个元素设置为有效值；其他两个元素保持未初始化状态，并且从未初始化的元素中读取float，即使您只是复制它，也会正式导致未定义的行为。

所以最好做到：

 float arr[3] = { 0.0, 0.0, 3.4 };

除此之外，C++11 邀请您使用std::array，这通常会使事情变得更安全并改进语法。这是一个完整的例子：

#include <iostream>
#include <array>

template <typename T>
class SmallVec { // This is a 3 dimensional vector class template
public:
    std::array<T, 3> data; // internal data of class
    template <typename U>
    explicit SmallVec(const U& scalar) { // if a scalar, copy it to each element in data
        for(auto &item : data) {
            item = static_cast<T>(scalar);
        }
    }
    template <typename U>
    explicit SmallVec(std::array<U, 3> const& vec) { // if a vector, copy one by one
        for(int index = 0; index < 3; ++index) {
            data[index] = static_cast<T>(vec[index]); 
        }
    }
};

int main() {
    float num = 1.2;
    std::array<float, 3> arr = { 0.0, 0.0, 3.4 };
    SmallVec<float> vec1(num);
    SmallVec<float> vec2(arr);
    std::cout << vec1.data[2] << " "  << vec2.data[2] << std::endl;
    return 0;
}