Question

我正在编写一个模板化的数学矩阵类来习惯一些新的c ++ 11特性，基本声明如下：

template <typename Type, int kNumRows, int kNumCols>
class Matrix { ... };

该类有一个成员函数来返回其中一个未成年人（后来用于计算NxN矩阵的行列式）。

Matrix<Type, kNumRows - 1, kNumCols - 1> minor(const int row, const int col) {
  static_assert(kNumRows > 2, "");
  static_assert(kNumCols > 2, "");

  ...
}

然后我创建了一个非成员函数来计算任何方阵的行列式：

template <typename Type, int kSize>
Type determinant(const Matrix<Type, kSize, kSize>& matrix) {
  switch (kSize) {
  case 2:
    return 0; // For now unimportant
  case 3:
    // Recursively call the determinant function on a minor matrix
    return determinant(matrix.minor(0, 0));
  }
  ...
}

在main（）中，我创建一个3x3矩阵并在其上调用determinant。 这将无法编译。编译器有效地转移到案例3，创建一个次要矩阵并在其上调用determinant。 然后再次进入case 3，尝试创建1x1次要广告，从而产生static_assert。

问题很简单：我在这里遗漏了什么吗？是否简单地不允许以递归方式调用这样的模板化函数？这是编译器错误（我对此表示怀疑）吗？

为了完整起见：我正在使用Clang ++。

Answer 1

编译器生成所有代码路径，即使这些代码路径在执行期间并非全部访问过（并且实际上可能在优化步骤中被删除）。因此，determinant<Type, kSize - 1, kSize - 1>始终被实例化，即使对于kSize＆lt; 3。

您需要部分专门化您的功能以防止这种情况，您需要适当地重载determinant功能：

template <typename Type>
Type determinant(const Matrix<Type, 2, 2>& matrix) {
  ...
}

顺便说一下，这使得函数中的switch语句变得多余。

Answer 2

模板确定在编译时要执行的操作，但switch语句确定在运行时要执行的操作。编译器为所有切换情况生成代码或至少验证有效性，即使在编译时正确的情况是“明显的”。

不要使用switch，而是尝试重载决定因素：

template <typename Type>
Type determinant(const Matrix<Type, 1, 1>& matrix) {
    return matrix(0,0);
}

template <typename Type>
Type determinant(const Matrix<Type, 2, 2>& matrix) {
    return 0; // (incorrect math)
}

template <typename Type, int kSize>
Type determinant(const Matrix<Type, kSize, kSize>& matrix) {
    return determinant(matrix.minor(0,0)); // (incorrect math)
}

Answer 3

您需要使用模板专业化在编译时进行切换：

template <typename Type, int kSize>
struct Determinate {
    Type operator()(const Matrix<Type, kSize, kSize>& matrix) const {
        // Recursively call the determinant function on a minor matrix
        return Determinate<Type, kSize-1>{}(matrix.minor(0, 0));
    }
};
template <typename Type>
struct Determinate<Type, 2> {
    Type operator()(const Matrix<Type, kSize, kSize>& matrix) const {
        return 0; // For now unimportant
    }
};
template <typename Type, int kSize>
Type determinant(const Matrix<Type, kSize, kSize>& matrix) {
    return Determinate<Type, kSize>{}(matrix);
}

递归调用模板化函数（C ++）

3 个答案: