Question

我正在尝试根据《 C ++编程语言》一书的第29章“矩阵设计”来实现C ++矩阵库（https://github.com/statslabs/matrix）。并且发现我无法将Matrix和Matrix_ref中完全相同的成员函数移回Matrix_base。

基类是纯抽象类（https://github.com/statslabs/matrix/blob/master/include/slab/matrix/matrix_base.h）：

template<typename T, size_t N>
class Matrix_base {
  public:
    // common stuff
    virtual T *data() = 0;
    virtual const T *data() const = 0;
  private:
    Matrix_slice<N> desc;  // the shape of the matrix
};

第一个派生类是（https://github.com/statslabs/matrix/blob/master/include/slab/matrix/matrix.h）：

template<typename T, size_t N>
class Matrix : public Matrix_base<T,N> {
    // special to Matrix
  public:
    T *data() { return elements.data(); }  // "flat" element access
    const T *data() const { return elements.data(); }
  private:
    vector<T> elements;
};

，第二个派生类是（https://github.com/statslabs/matrix/blob/master/include/slab/matrix/matrix_ref.h）：

template<typename T, size_t N>
class Matrix_ref : public Matrix_base<T,N> {
    // special to Matrix_ref
  public:
    T *data() { return ptr_; }  // "flat" element access
    const T *data() const { return ptr_; }
  private:
    T* ptr;  // the first element in the Matrix
};

Matrix和Matrix_ref中的成员函数完全相同：

// m(i,j,k) subscripting with integers
template<typename T, std::size_t N>
template<typename... Args>
Enable_if<matrix_impl::Requesting_element<Args...>(), T &>
Matrix<T, N>::operator()(Args... args) {
  assert(matrix_impl::check_bounds(this->desc_, args...));
  return *(data() + this->desc_(args...));
}

template<typename T, std::size_t N>
template<typename... Args>
Enable_if<matrix_impl::Requesting_element<Args...>(), const T &>
Matrix<T, N>::operator()(Args... args) const {
  assert(matrix_impl::check_bounds(this->desc_, args...));
  return *(data() + this->desc_(args...));
}

其中matrix_impl::Requesting_element<Args...>()确保Args...中的整数可以转换为std::size_t：

template<bool B, typename T = void>
using Enable_if = typename std::enable_if<B, T>::type;

template<typename X, typename Y>
constexpr bool Convertible() { return std::is_convertible<X, Y>::value; }

constexpr bool All() { return true; }

template<typename... Args>
constexpr bool All(bool b, Args... args) { return b && All(args...); }

template<typename... Args>
constexpr bool Requesting_element() {
  return All(Convertible<Args, size_t>()...);
}

当提到的成员函数位于Matrix和Matrix_ref中时，一切都很好。但是，当我将所有代码移至Matrix_base时，似乎出现了以下消息，因此以某种方式不再能正确检查Arg...：

/Users/pany/statslabs-project/matrix/examples/dgemm_example.cpp:33:7: error: no matching function for call to object of type 'slab::mat' (aka 'Matrix<double, 2>')
      A(i, j) = (double) (i * k + j + 1);
      ^
/Users/pany/statslabs-project/matrix/include/slab/matrix/traits.h:24:43: note: candidate template ignored: disabled by 'enable_if' [with Args = <int, int>]
using Enable_if = typename std::enable_if<B, T>::type;
                                      ^
/Users/pany/statslabs-project/matrix/include/slab/matrix/traits.h:24:43: note: candidate template ignored: disabled by 'enable_if' [with Args = <int, int>]

如果要编译项目，则可能需要同时安装cmake和intel MKL（我想实现一些模板功能作为CBLAS的接口）。我以为这是对类的简单重构，但是它只花几个小时，我不知道为什么会发生。

Answer 1

我找到了解决方案，它似乎是一个重复的问题（How to call a template member function in a template base class? ）。

现在代码已移至MatrixBase：

template<typename T, std::size_t N>
template<typename... Args>
T &MatrixBase<T, N>::operator()(Args... args) {
  assert(matrix_impl::check_bounds(this->desc_, args...));
  return *(data() + this->desc_(args...));
}

template<typename T, std::size_t N>
template<typename... Args>
const T &MatrixBase<T, N>::operator()(Args... args) const {
  assert(matrix_impl::check_bounds(this->desc_, args...));
  return *(data() + this->desc_(args...));
}

在派生类Matrix和MatrixRef中，我们拥有

// m(i,j,k) subscripting with integers
template<typename... Args>
Enable_if<matrix_impl::Requesting_element<Args...>(), T &>
operator()(Args... args) {
  return MatrixBase<T,N>::template operator()<Args...>(args...);
}

template<typename... Args>
Enable_if<matrix_impl::Requesting_element<Args...>(), const T &>
operator()(Args... args) const {
  return MatrixBase<T,N>::template operator()<Args...>(args...);
}

请注意，脚本检查仅在派生类中进行，因为基类是纯抽象类，我们将永远不会创建MatrixBase的对象。

重构类：无法将派生类中成员函数的通用代码移回基类

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