Question

我正在尝试使用模板（学习）实现一个简单的多维Point类。我需要两个专业点Point2D和Point3D - 这是我到目前为止所允许的构造函数直接初始化Point，如Point p（1,2）。虽然这段代码编译并且工作正常，但我不喜欢的是专业化中的代码重复部分 - 我必须做错事。

我是C ++ /模板的新手 - 感谢任何帮助。

#ifndef POINT_H_
#define POINT_H_

template< typename T, int Dimensions = 2 >
class Point
{
public:
    typedef typename T value_type;

    Point() { std::fill(elements_, elements_+Dimensions, 0); }
    Point(const Point<T, Dimensions>& rhs) : elements_(rhs.elements_) {}
    ~Point() {}


    Point & operator=(const Point<T, Dimensions>& rhs) { return *this; }

    const Point operator+(const Point<T, Dimensions>& p)
    {
        Point<T, Dimensions> ret;

        for(int i = 0; i < Dimensions; i++)
        {
            ret[i] += elements_[i] + p[i];
        }

        return ret;
    }

    Point & operator+=( const Point<T, Dimensions>& p)
    {
        for(int i = 0; i < Dimensions; i++)
        {
            elements_[i] += p[i];
        }

        return *this;
    }

    Point & operator-=( const Point<T, Dimensions> & p)
    {
        for(int i = 0; i < Dimensions; i++)
        {
            elements_[i] -= p[i];
        }

        return *this;
    }

    T & operator[](const size_t index)
    {
        return elements_[index];
    }

private:
    T elements_[Dimensions];
};

template<typename T>
class Point< T, 2 >
{
public:
    Point(const T x, const T y)
    {
        elements_[0] = x;
        elements_[1] = y;
    }

    typedef typename T value_type;

    Point() { std::fill(elements_, elements_+Dimensions, 0); }
    Point(const Point<T, 2>& rhs) : elements_(rhs.elements_) {}
    ~Point() {}


    Point & operator=(const Point<T, 2>& rhs) { return *this; }

    const Point operator+(const Point<T, 2>& p)
    {
        Point<T, 2> ret;

        for(int i = 0; i < 2; i++)
        {
            ret[i] += elements_[i] + p[i];
        }

        return ret;
    }

    Point & operator+=( const Point<T, 2>& p)
    {
        for(int i = 0; i < 2; i++)
        {
            elements_[i] += p[i];
        }

        return *this;
    }

    Point & operator-=( const Point<T, 2> & p)
    {
        for(int i = 0; i < 2; i++)
        {
            elements_[i] -= p[i];
        }

        return *this;
    }

    T & operator[](const size_t index)
    {
        return elements_[index];
    }

private:
    T elements_[2];
};


template< typename T>
class Point< T, 3 >
{
public:

    Point(const T x, const T y, const T z)
    {
        elements_[0] = x;
        elements_[1] = y;
        elements_[2] = z;
    }

    typedef typename T value_type;

    Point() { std::fill(elements_, elements_+3, 0); }
    Point(const Point<T, 3>& rhs) : elements_(rhs.elements_) {}
    ~Point() {}


    Point & operator=(const Point<T, 3>& rhs) { return *this; }

    const Point operator+(const Point<T, 3>& p)
    {
        Point<T, 3> ret;

        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            ret[i] += elements_[i] + p[i];
        }

        return ret;
    }

    Point & operator+=( const Point<T, 3>& p)
    {
        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            elements_[i] += p[i];
        }

        return *this;
    }

    Point & operator-=( const Point<T, 3> & p)
    {
        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            elements_[i] -= p[i];
        }

        return *this;
    }

    T & operator[](const size_t index)
    {
        return elements_[index];
    }

private:
    T elements_[3];
};

typedef Point< int, 2 > Point2Di;
typedef Point< int, 3 > Point3Di;


#endif //POINT_H_

Answer 1

您可以 - 简单地 - 在主模板中同时提供2D和3D构造函数。

没有必要在这里使用基类和其他Rube Goldberg solutions，因为没有问题需要解决：我们在模板土地中，任何未使用的东西都只是未使用。

示例：

#ifndef POINT_H_
#define POINT_H_

#include <array>            // std::array

#define STATIC_ASSERT( e ) static_assert( e, "!(" #e ")" )

template< typename T, int nDimensions = 2 >
class Point
{
private:
    std::array< T, nDimensions > elements_;

public:
    typedef T ValueType;

    T& operator[]( int const i )
    {
        return elements_[i];
    }

    T const& operator[]( int const i ) const
    {
        return elements_[i];
    }

    void operator+=( Point const& other )
    {
        for( int i = 0; i < nDimensions; ++i )
        {
            elements_[i] += other.elements_[i];
        }
    }

    void operator-=( Point const& other )
    {
        for( int i = 0; i < nDimensions; ++i )
        {
            elements_[i] -= other.elements_[i];
        }
    }

    friend Point operator+( Point const& a, Point const& b )
    {
        Point ret( a );

        ret += b;
        return ret;
    }

    friend Point operator-( Point const&a, Point const& b )
    {
        Point ret( a );

        ret -= b;
        return ret;
    }

    Point(): elements_() {}

    Point( int x, int y )
    {
        STATIC_ASSERT( nDimensions == 2 );
        elements_[0] = x;
        elements_[1] = y;
    }

    Point( int x, int y, int z )
    {
        STATIC_ASSERT( nDimensions == 3 );
        elements_[0] = x;
        elements_[1] = y;
        elements_[2] = z;
    }
};

typedef Point< int, 2 > Point2D;
typedef Point< int, 3 > Point3D;

#endif //POINT_H_

#include <iostream>
using namespace std;

wostream& operator<<( wostream& stream, Point3D const& point )
{
    return (stream << "(" << point[0] << ", " << point[1] << ", " << point[2] << ")");
}

int main()
{
    wcout << "starting" << endl;
    Point3D a( 1, 2, 3 );
    Point3D b( 4, 5, 6 );

    a += b;
    wcout << a << endl;
}

Answer 2

我建议你有一个类似于你所展示的类模板：

template< typename T, int Dimensions>
class Point {
};

然后继承的Point2D和Point3D类模板：

template <typename T>
class Point2D : public Point<T,2>{
  // add X,Y constructor
};

template <typename T>
class Point3D : public Point<T,3>{
  // add X,Y, Z constructor
};

如果你有C ++ 11，另一个选择是将一个可变参数模板构造函数添加到通用Point类模板中。这完全避免了继承，并且对于任何数量的维度都是通用的：

template< typename T, unsigned int N>
class Point {
  template <typename ... Args>
  Point(const Args& ... args) : elements_{args...} {}
};

这将允许以下内容：

Point<int, 3> p3a(1,2,3); // OK, array values set to 1, 2, 3
Point<int, 3> p3b(1,2); // OK, array values set to 1, 2, 0
Point<int, 3> p3c(1,2,3,4); // compiler error! 
Point<double, 10> p10a(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); // OK

Answer 3

就像jahhaj所说，将公共代码移动到基类模板中并从中继承：

template<typename T, int Dimensions>
class PointBase {
    ...  // all existing code from Point
};

template<typename T, int Dimensions = 2>
class Point: public PointBase<T, Dimensions> {
    // empty
};

template<typename T>
class Point<T, 2>: public PointBase<T, 2> {
public:
    Point(T x, T y): PointBase<T, 2>() { // convenience constructor
       (*this)[0] = x;
       (*this)[1] = y;
    }
};

另外，C ++ 11可变参数模板和初始化程序列表将消除手动创建便利构造函数的任何需要。

Answer 4

我尝试了Luchian的答案，但它似乎不适合在专业化中提供新的构造函数。

但是，您可以使用派生来帮助提供具有不同构造函数的类型。不幸的是，使用这种技术，您必须重新定义要公开的所有构造函数。

另外，请注意，在模板化类型本身的定义中引用当前类型时，不需要重复模板参数。

#ifndef POINT_H_ 
#define POINT_H_ 

template< typename T, int Dimensions = 2 > 
class Point 
{ 
public: 
    typedef typename T value_type; 

    Point() { std::fill(elements_, elements_+Dimensions, 0); } 
    Point(const Point& rhs) : elements_(rhs.elements_) {} 
    virtual ~Point() {} 


    Point & operator=(const Point& rhs) { return *this; } 

    Point operator+(const Point& p) 
    { 
        Point<T, Dimensions> ret; 

        for(int i = 0; i < Dimensions; i++) 
        { 
            ret[i] += elements_[i] + p[i]; 
        } 

        return ret; 
    } 

    Point & operator+=( const Point& p) 
    { 
        for(int i = 0; i < Dimensions; i++) 
        { 
            elements_[i] += p[i]; 
        } 

        return *this; 
    } 

    Point & operator-=( const Point& p) 
    { 
        for(int i = 0; i < Dimensions; i++) 
        { 
            elements_[i] -= p[i]; 
        } 

        return *this; 
    } 

    T & operator[](const size_t index) 
    { 
        return elements_[index]; 
    } 

private: 
    T elements_[Dimensions]; 
}; 


template<typename T>
class Point2D : public Point<T, 2>
{
public:

    Point2D()
    {
    }

    Point2D(const Point2D& rhs) : Point<T, 2>(rhs) 
    {
    }

    Point2D(const T x, const T y) 
    { 
        (*this)[0] = x; 
        (*this)[1] = y;
    }
};

template<typename T>
class Point3D : public Point<T, 3>
{
public:

    Point3D()
    {
    }

    Point3D(const Point3D& rhs) : Point<T, 3>(rhs) 
    {
    }

    Point3D(const T x, const T y, const T z) 
    { 
        (*this)[0] = x; 
        (*this)[1] = y;
        (*this)[2] = z;
    }
};


typedef Point2D< int > Point2Di; 
typedef Point3D< int > Point3Di; 



#endif //POINT_H_

作为一个迂腐的角色，您可能希望在基类中添加一个const索引访问器：

    const T & operator[](const size_t index) const
    { 
        return elements_[index]; 
    }

Answer 5

由于您想要更改构造函数的输入参数计数，因此您有两种方法：
1）将所有实现移动到基类并从中驱动你的类，然后专门驱动类 2）使用预处理器命令重复构造函数（例如使用BOOST_PP_REPEAT），然后使用模板（tr1::disable_if或boost::disabled_if）禁用无效构造函数。

第一个技术非常简单，但对于第二个技术，有很多关于BOOST_PP_REPEAT和'disable_if`的文档和帮助，如果他们没有帮助你让我知道给你一个完整的工作代码

C ++模板 - 简单点类

5 个答案: