模板类运算符+重载返回类型

Question

我正在尝试构建一个模板化的 num 类。这个类需要有一个公共属性 ,val和 type T，这是唯一的模板化参数。此外，如果提供了一个值，则属性 ( val) 应使用该值进行初始化。为此，我编写了以下代码：

#include <iostream>

template<class T>
class Num {
public: 
    T val;

    Num():val(0) { std::cout<<"default constr used"<<std::endl; }
    Num(T value):val(value) {std::cout<<"constr (T value) used"<<std::endl; }
    ~Num() { std::cout<<"destructor used"<<std::endl; }

    template<typename U>
    Num operator+(const Num<U>& other) {
        return val+other.value;
    }
};

此外，我创建了main()测试程序的函数，如下所示：

int main() {
    std::cout << Num<int>(1) + Num<double>(2.0);
    return 0;
}

然而，程序的结果是现在3。而我期望它是3.0（类型double）。

Answer 1

为此，您需要更改返回类型。

在您的代码中：

// vvv---- Means Num<T>
   Num operator+(const Num<U>& other) {
       return val + other.val;
   }

实际上，在类模板中，您可以键入不带模板参数的类的名称，这有点等同于编写Num<T>.

无论加法本身的类型如何，您的函数始终返回第一个操作数的类型。

您想要的是从添加中推断出该类型：

auto operator+(const Num<U>& other) -> Num<decltype(val + other.val)> {
    return val + other.val;
}

这样，根据 C++ 运算符规则，它始终是正确的返回类型。

Answer 2

operator+应该关于它的参数是对称的。最好将其实现为自由函数而不是成员函数，以使这种对称性明确。

例如（使用 C++14 返回类型推导）：

template<class T, class U>
auto operator+(const Num<T>& x, const Num<U>& y) {
    using R = decltype(std::declval<T>() + std::declval<U>());
    return Num<R>{x.val + y.val};
}

std::declval<T>()是否存在通用性，如果T和/或U不是默认可构造的。如果类型仅限于内置类型，例如intand double，则可以替换为T{}or T()：

using R = decltype(T{} + U{});

使用C++17 中的类模板参数推导，它可以进一步简化：

template<class T, class U>
auto operator+(const Num<T>& x, const Num<U>& y) {
    return Num{x.val + y.val};
}