Question

我正在创建一个矩阵类（主要用于自我实践，我知道Eigen）。在其中我将矩阵乘法定义为人们期望的 - 该方法采用对Matrix对象的const引用并返回Matrix对象。

Matrix Matrix::operator *(const Matrix& rhs) const
{
    Matrix temp(mRows,rhs.mCols);
    ... //do Matrix Multiplication
    return temp;
}

然后我派生出一个DCM类（方向余弦矩阵 - 只是一种特殊的矩阵）。

class DCM: public Matrix
{
    .... // class definition here, but does NOT contain definition for
         // matrix multiplication    
};

我可以创建两个DCM对象并将它们相乘而没问题，但返回的对象是Matrix类型。

DCM Rvb_q(q);

DCM Rvb_p(p);

DCM Rvb_pq(Rvb_p*Rvb_q); // error because Rvb_p*Rvb_q returns a Matrix object

有没有办法让该函数返回DCM对象而不必在派生类中重新编码该函数？一种方法是将此构造函数添加到派生类：

    DCM(const Matrix &M):Matrix(M) {}

但这似乎效率很低（为乘法创建一个新对象，然后在制作DCM对象时复制它）和限制（无论何时我将两个DCM对象相乘，我必须为Matrix创建一个新的DCM对象要复制的对象 - 我不能只将返回的对象用作DCM）。有没有办法重用基类函数，但让它返回派生类类型？

Answer 1

您可以使用Curiously Recurrent Template Pattern来实现这一目标。 CRTP是一个习惯用法，其中一个类继承自模板类，并将其作为模板argumment。例如：

template<typename T>
struct CRTP_base {};

struct foo : public CRTP_base<foo> {};

这个成语的力量传递的事实是基类知道从哪个类派生出来。您可以使用该属性来解决您的问题：

template<typename T>
struct matrix_base
{
    T& operator*=(const T& rhs)
    {
        /* Multiplication code */
        return static_cast<T&>(*this);
    }
};

struct DCM : public matrix_base<DCM> {};

int main()
{
    DCM a,b c;

    a *= b; //OK, call to matrix_base<DCM>::operator*, which expects a DCM as parameter,
            //and returns a reference to a DCM.
}

Answer 2

如果从矩阵继承的任何东西乘以相同的类型（在乘法下关闭），那么你可以将这样的东西拼凑起来：

template <class TMatrix>
TMatrix Matrix::operator *(const TMatrix& rhs)
{
    TMatrix temp(mRows, rhs.mCols);
    // multiply
    return temp;
}

但我不建议这样做。在这些情况下，我认为最好明确将DCM乘以DCM会产生DCM：

DCM DCM::operator *(const DCM& rhs)
{
    return Matrix::operator*(rhs);
}

在这种情况下，您还应该声明（可能是私有的）DCM(const Matrix&) and DCM(Matrix&&)。

基类方法返回派生类对象

2 个答案: