Подкласс класса шаблона с операторами

Question

Я пытаюсь создать классы для математических векторов в разных измерениях, и поскольку они имеют много общего, я создал шаблонный базовый класс с размером векторов в качестве параметра шаблона. Я подклассифицирован, потому что мне нужны разные конструкторы (например, Vec2f(float x, float y), Vec3f(float x, float y, float z)) и дополнительные функции, такие как кросс-продукт для трехмерных векторов.

Моя проблема: что должно operator+ в возврате базового элемента? Если он возвращает экземпляр базового слоя, то Vec3f + Vec3f возвращает Vecnf, но он должен вернуть Vec3f. Может ли это быть достигнуто каким-то образом?

Вот пример кода:

template <size_t n> 
class Vecnf { 
public: 
    Vecnf operator+(Vecnf const & vec) const { 
     return Vecnf(*this) += vec; 
    } 
    Vecnf & operator+=(Vecnf const & vec) { 
     for (int i = 0; i < n; ++i) { 
     elements[i] += vec.elements[i]; 
     } 
     return *this; 
    } 
protected: 
    std::array<float, n> elements; 
}; 

class Vec3f : public Vecnf<3> { 
public: 
    Vec3f(float x = 0.0f, float y = 0.0f, float z = 0.0f); 
    Vec3f crossProd(Vec3f const & vec); 
}; 

С этой реализации, следующее:

Vec3f a, b; 
Vec3f c = a + b; 

дает ошибку во время компиляции

error: conversion from 'Vecnf<3u>' to non-scalar type 'Vec3f' requested 

Я использую TDM GCC версии 4.8.1 на Windows 8 Pro. Я использую C++ 11, поэтому ваше решение также может использовать его, но, поскольку я не думаю, что это важно, я не задал вопрос с ним. Заранее спасибо :)

Answer 1

Вы могли бы сделать конструктор VARIADIC шаблон, тем самым решая свою первую проблему и избавляет от необходимости даже использовать наследование:

template <size_t n> 
class Vecnf 
{ 
    std::array<float, n> elements; 

public: 
    template <typename ... Args> 
    Vecnf(Args ... args): 
     elements {{static_cast<float>(args)...}} 
    {} 

    // other methods, operators etc... 
}; 

Теперь вы можете сделать typedef «S для часто используемые размеры, если вам нравится:

typedef Vecnf<3> Vec3f; 

на мой взгляд, вы могли бы даже улучшить, добавив еще один параметр шаблона для типа вы хотите сохранить в массиве. По умолчанию он может быть float.

Кроме того, оно не должно быть слишком трудно реализовать кросс-продукт в общем виде ...

Answer 2

Вы можете просто определить оператор + на vec3f, что делает то, что вы хотите. Он может иметь различный тип возвращаемого значения для vecnf, если он является подтипом, и он все равно будет переопределять его.

Лучшее решение - это то, что представил @JorenHeit; это то, что вы хотели, вместе с двумя typedefs. Это решение совместимо с C++ 03, но его нет.