C++ 继承模式 + CRTP

Question

我正在尝试理解 ublas 中使用的模式。 模式是这样的:

struct vector : vector_expression<vector>

vector_expression 是这样的:

template<class E>
class vector_expression {
...
// no constructor or E pointer/reference in class
//
const E &operator () () const {
      return *static_cast<const E*>(this);
}

完整的源代码在这里: http://www.tena-sda.org/doc/5.2.2/boost/dd/d44/vector__expression_8hpp-source.html#l00088

我的问题是，*static_cast<const E*>(this) 是怎么做到的？工作？它依赖于继承吗？

下一个问题: 如果我得出

template<class E>
class vector_expression2 : private vector_expression<E>
{
    //friend class ublas::vector_expression<E>; // this is the fix
    typedef vector_expression<E> base;
    const E& operator()() const { return base::operator()(); } 
 };

我收到有关无法访问的编译器错误 vector_expression静态类型转换基地。为什么会这样？

谢谢

Answer 1

这是一个限制函数模板的技巧——限制类型的类别。有很多概念，例如 vector 表达式、标量表达式、矩阵表达式等。如果您想编写一个将 vector 与标量相乘的函数模板，您可以尝试编写

template<typename V, typename S>
some_type operator*(V v, S s);  // vector * scalar

template<typename V, typename S>
some_type operator*(S s, V v); // scalar * vector

但这行不通，因为两个声明本质上是等价的，而且没有人说 V 应该是 vector 表达式而 S 应该是标量表达式。因此，uBlas 开发人员所做的是使用 CRTP 来约束这些模板:

template<typename V, typename S>
some_Type operator*(vector_expression<V> ve, scalar_expression<S> se);

要使这项工作有效，所有标量表达式 S 都必须派生自 scalar_expression<S>并且所有 vector 表达式 V 都必须来自 vector_expression<V> .这样，仅当第一个操作数确实是 vector 的表达式并且第二个参数确实是标量的表达式时，才会考虑此运算符。您可以使用交换两个参数的第二个函数模板重载此函数模板，一切正常。

现在，为了能够从 V 和 S(派生类型)访问任何内容，我们需要从基类到派生类的强制转换。这就是基类中的转换运算符的用途。由于基类知道派生类(它是模板参数)，所以这不是问题。选择允许此转换避免错误的最弱转换运算符是有意义的。这是 static_cast .它可用于将 base* 转换为 derived* 而无需任何显着开销。

我不明白你想用你的代码做什么

template<class E>
class vector_expression2 : private vector_expression<E>;

如果你想编写自己的 vector 表达式作为模板，你可以这样做:

template<class E>
class my_parameterized_vector_expression
: public vector_expression<my_parameterized_vector_expression<E> >;

我认为它不适用于私有(private)继承。如果您在此处使用私有(private)继承，至少所有采用 vector 表达式作为参数的函数模板将无法从基类访问转换运算符。