C++ 模板元编程：重载运算符

Question

我目前正在研究模板元编程。我正在尝试使用 tmp 制作一个有限状态机。我知道网络上有多种实现，但我想自己实现一个作为练习。

我正在尝试为基 class 内的模板化基 class 的模板化导数重载运算符。假设我们有一个基数 class:

template<typename Input>
class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;    
    virtual bool operator()(const Input& input) const = 0;

    template<typename Lhs, typename Rhs>
    constexpr Derivation1<Input, Lhs, Rhs> operator||(const Lhs& left, const Rhs& right) const;

    template<typename Lhs, typename Rhs>
    constexpr Derivation2<Input, Lhs, Rhs> operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right) const;
};

及其2个推导：

template<typename Input, typename... TSpecialized>
class Derivation1 : public Base<Input>
{
public:
    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        // ...
    }
};

template<typename Input, typename... TSpecialized>
class Derivation2 : public Base<Input>
{
public:
    bool operator()(const Input& input) const override
    {
        // ...
    }
};

以及我们在基class:

中声明的运算符的定义

template <typename Input>
template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation1<Input, Lhs, Rhs> Base<Input>::operator||(const Lhs& left, const Rhs& right) const
{
    return Derivation1<Input, Lhs, Rhs>();
}

template <typename Input>
template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation2<Input, Lhs, Rhs> Base<Input>::operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right) const
{
    return Derivation2<Input, Lhs, Rhs>();
}

类型 Rhs 和 Lhs 也是基数 class 的派生词。

当我尝试使用如下运算符时：

Derivation3<int, 10, 20> left;
Derivation4<int, 300, 290> right;

auto result = left || right;

我收到一条错误消息，指出没有运算符的重载与参数匹配。两个派生具有相同的基类型：Base<int> 应在其中声明重载。变量 result 应该是 Derivation1 类型（就像我们在上面的代码中声明的那样）。

在这种情况下，如何正确地重载运算符？

Answer 1

我找到了解决办法。我在基础 class:

中创建了一个 typedef

template<typename Input>
class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;    
    virtual bool operator()(const Input& input) const = 0;

    typedef Input inputType;
};

并且我将运算符重载移到了 class:

之外

template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation1<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs> operator||(const Lhs& left, const Rhs& right)
{
    return Derivation1<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs>();
}

template <typename Lhs, typename Rhs>
constexpr Derivation2<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs> operator&&(const Lhs& left, const Rhs& right)
{
    return Derivation2<typename Lhs::inputType, Lhs, Rhs>();
}

这段代码完全符合预期。

C++ 模板元编程：重载运算符

C++ template meta programming: overloading operators

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