C++ C+中的类型推断+；操作员过载

我是一名机械工程师，试图创建一个包含物理类型（距离、力、力矩、加速度、速度等）以及一些向量数学（模板Vector3D）的仿真库，以支持这些类型。除了我想对操作符“^”应用重载的叉积之外，法向量运算的一切都进行得很顺利。跨积操作接受两种不同的类型，并返回第三种类型。有关示例列表，请参见下文

Vector3D<Moment> = Vector3D<Distance> ^ Vector3D<Force>;
Vector3D<Acceleration> = Vector3D<AngularAcceleration> ^ Vector3D<Velocity>;
Vector3D<Velocity> = Vector3D<AngularVelocity> ^ Vector3D<Distance> etc. etc.

你在这件事上的帮助将对我有很大帮助，因为编程仍然是我不断学习的领域。。。有关我的类Vector3D的更多信息，请参见下文。提前谢谢你

//Vector3D.h
template <typename T>
class Vector3D
{
public:
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // *** CONSTRUCTORS ***
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    /// Default Constructor
    //
    Vector3D(void);

    /// External initialization Constructor
    //
    Vector3D(const T& p_x, const T& p_y, const T& p_z);

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // *** DESTRUCTOR ***
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    /// Destructor
    //
    ~Vector3D(void);

    template <typename U, typename V>
    friend Vector3D<T> operator^ (const Vector3D<U>& lhs, const Vector3D<V>& rhs);
'''
private:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// *** PRIVATE DATA MEMBERS ***
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
T m_elem[3];

}

//Vector3D.cpp
/// Calculate the cross product
//
template <typename T, typename U, typename V>
Vector3D<T> operator^ (const Vector3D<U>& p_left, const Vector3D<V>& p_right)
{
    Vector3D<T>cross_product;
    // Calculation
    cross_product.m_elem[0] = T(p_left.m_elem[1], p_right.m_elem[2]) - T(p_left.m_elem[2], p_right.m_elem[1]);
    cross_product.m_elem[1] = T(p_left.m_elem[2], p_right.m_elem[0]) - T(p_left.m_elem[0], p_right.m_elem[2]);
    cross_product.m_elem[2] = T(p_left.m_elem[0], p_right.m_elem[1]) - T(p_left.m_elem[1], p_right.m_elem[0]);

    return cross_product;
}

template class Vector3D<double>;
template class Vector3D<double>;
template class Vector3D<Numeric>;

template class Vector3D<Force>;
template class Vector3D<Acceleration>;
template class Vector3D<Velocity>;
template class Vector3D<Distance>;

template class Vector3D<Moment>;
template class Vector3D<AngularAcceleration>;
template class Vector3D<AngularVelocity>;
template class Vector3D<Angle>;

//Vector3D.h
模板
类向量3D
{
公众：
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//***施工人员***
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///默认构造函数
//
向量3d（void）；
///外部初始化构造函数
//
Vector3D（常数T&p_x、常数T&p_y、常数T&p_z）；
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//***析构函数***
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///析构函数
//
~Vector3D（void）；
模板
friend Vector3D操作符^（常量Vector3D和lhs、常量Vector3D和rhs）；
'''
私人：
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//***私人数据成员***
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
T m_elem[3]；
}
//Vector3D.cpp
///计算叉积
//
模板
向量3D操作符^（常量向量3D&p_左，常量向量3D&p_右）
{
向量3叉积；
//算计
交叉积m_元素[0]=T（p_left.m_元素[1]，p_right.m_元素[2]）-T（p_left.m_元素[2]，p_right.m_元素[1]）；
交叉积m_元素[1]=T（p_left.m_元素[2]，p_right.m_元素[0]）-T（p_left.m_元素[0]，p_right.m_元素[2]）；
交叉积m_元素[2]=T（p_left.m_元素[0]，p_right.m_元素[1]）-T（p_left.m_元素[1]，p_right.m_元素[0]）；
返回交叉产品；
}
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；
模板类Vector3D；

主要问题是：在跨积运算符的实现中，

T

的类型是什么？这就是产生歧义的原因

首先，您可能希望将构造函数替换为乘法运算符，而不是构造函数，即

力矩算符*（距离p_半径，力p_力）；

而不是

力矩（距离p_半径，力p_力）；

这允许您从尾部返回类型中的模板参数推断返回类型。然后，您的操作员可能会如下所示：

模板
自动运算符^（常量向量3D和左、常量向量3D和右）
->矢量3D
{
返回
{
left.m_elem[1]*right.m_elem[2]-left.m_elem[2]*right.m_elem[1]，
left.m_elem[2]*right.m_elem[0]-left.m_elem[0]*right.m_elem[2]，
left.m_elem[0]*right.m_elem[1]-left.m_elem[1]*right.m_elem[0]
};
}

您的机组是否已经有

操作员*

过载？如果

Distance*Force

已经返回了一个

力矩

，我认为应该有一种方法可以

decltype

从

U

和

V

/Vector3D.cpp

：模板需要是（很少有特殊的例外）。@acocagua看起来

Vector3D.cpp

正在实现“显式实例化您需要的所有模板实例”的方法是从该问题的第一个答案开始的。@NathanPierson有一部分。但是没有显式实例化

操作符^

。可能首先要进行量纲化标量数学。例如，有一些库就是这样做的。构造函数如

矩（距离p_半径，力p_力）

在这种情况下不是很有用。顺便说一句，它叫做“动量”。嘿@Aconcagua当我实现你的方法时，一切都正常。但是我失去了做简单代码数学的能力，比如Vector3D=Vector3D^Vector3D，这是除了我提到的标称类型之外，我唯一需要支持的东西（力、力矩、距离等）链接器似乎总是选择运算符“^重载相关的decltype”，并抛出错误，即使我支持Vector3D运算符“^”（常量Vector3D&lhs，常量Vector3D&rhs）试图避免链接错误。您是否知道如何继续修复该差异。@hdamlaj编译器和准确的错误消息？GCC编译完全正常，请参见[此处]（godbolt.org/z/WY669Y）。由于您在初始版本中已经有类型减法，我想您已经定义了自定义

运算符-

？

/// Constructor
/// \param p_value Moment arm
/// \param p_unit Force
//
Moment(Distance p_radius, Force p_force);

/// Constructor
/// \param p_omega      Magnitude of angular velocity
/// \param p_velocity   Magnitude of linear velocity
//
Acceleration(AngularVelocity p_omega, Velocity p_velocity);

/// Constructor
/// \param p_value  Angular velocity
/// \param p_unit   Radius
Velocity(AngularVelocity p_omega, Distance p_radius);

//Vector3D.h
template <typename T>
class Vector3D
{
public:
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // *** CONSTRUCTORS ***
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    /// Default Constructor
    //
    Vector3D(void);

    /// External initialization Constructor
    //
    Vector3D(const T& p_x, const T& p_y, const T& p_z);

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // *** DESTRUCTOR ***
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    /// Destructor
    //
    ~Vector3D(void);

    template <typename U, typename V>
    friend Vector3D<T> operator^ (const Vector3D<U>& lhs, const Vector3D<V>& rhs);
'''
private:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// *** PRIVATE DATA MEMBERS ***
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
T m_elem[3];

}

//Vector3D.cpp
/// Calculate the cross product
//
template <typename T, typename U, typename V>
Vector3D<T> operator^ (const Vector3D<U>& p_left, const Vector3D<V>& p_right)
{
    Vector3D<T>cross_product;
    // Calculation
    cross_product.m_elem[0] = T(p_left.m_elem[1], p_right.m_elem[2]) - T(p_left.m_elem[2], p_right.m_elem[1]);
    cross_product.m_elem[1] = T(p_left.m_elem[2], p_right.m_elem[0]) - T(p_left.m_elem[0], p_right.m_elem[2]);
    cross_product.m_elem[2] = T(p_left.m_elem[0], p_right.m_elem[1]) - T(p_left.m_elem[1], p_right.m_elem[0]);

    return cross_product;
}

template class Vector3D<double>;
template class Vector3D<double>;
template class Vector3D<Numeric>;

template class Vector3D<Force>;
template class Vector3D<Acceleration>;
template class Vector3D<Velocity>;
template class Vector3D<Distance>;

template class Vector3D<Moment>;
template class Vector3D<AngularAcceleration>;
template class Vector3D<AngularVelocity>;
template class Vector3D<Angle>;