c++ - 如何部分特化模板 C++ 类？

Question

我写了一个像这样的通用矩阵类:

template <std::size_t N, std::size_t M, class T>
class CMatrix
{
protected:
    T* m_elem;
public:
    CMatrix() : m_elem(new T[N*M]) {}
    ~CMatrix() { delete[] m_elem; }
    inline bCMatrix& operator*=(const T& val);
    inline bCMatrix& operator/=(const T& val);
    ...
    template <std::size_t L> inline CMatrix<L, N, T> operator*(const CMatrix<M, L, T>& mat) const;
};

现在我想为 CMatrix<2,2,T> 做几个特化。 我想添加一个 comstructor CMatrix<2,2,T>(const T& a00, const T& a01, const T& a10, const T& a11) {...} . 我喜欢专门针对 CMatrix<2x2>*CMatrix<2x2> 的矩阵乘法。但另一方面，我想保留 *= 和/= 等的功能。

我该怎么做？

我唯一的工作尝试是重写(复制/粘贴/搜索/替换)特化 N=3、M=3 的所有代码，例如:

template <class T>
class CMatrix<3,3,T>
{
...
};

现在我可以专门针对 2x2 进行矩阵-矩阵乘法运算。但是我有两段几乎相同的代码，例如一段用于通用矩阵 vector 乘法，另一段用于矩阵 2x2 的矩阵 vector 乘法。如果我优化通用的，则两者都必须更改。很难维持这一点。

Answer 1

你可以阅读一些关于类模板的文档，比如http://en.cppreference.com/w/cpp/language/partial_specialization .对您而言，它需要以如下方式定义特化:

template<typename T>
class CMatrix<2, 2, T>
{
public:
    CMatrix<2,2,T>(const T& a00, const T& a01, const T& a10, const T& a11);
    ...
    template <std::size_t L> inline CMatrix<L, 2, T> operator*(const CMatrix<2, L, T>& mat) const;

    // Special overload for 2x2 x 2x2 multiplication
    inline CMatrix<2, 2, T> operator*(const CMatrix<2, 2, T>& mat) const;
};

为了防止 operator*= 的代码重复等你可以做一个template<int M, int N, typename T> class CMatrixBase {}并在那里实现它们，并让您的实际矩阵类和特化从中继承。

Martin 建议使用 CRTP，它可以帮助您避免丢失类型信息。这看起来像这样:

template<int M, int N, typename T, typename Derived>
class CMatrixBase
{
public:
    Derived& operator*=(T val) {
        doMultiplication(val);
        return *static_cast<Derived*>(this);
    }
};