2013-10-05 271 views
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我创建了一个矩阵类(主要用于自我实践,我知道关于Eigen)。在其中,我有矩阵乘法定义为人们所期望的 - 该方法接受对Matrix对象的const引用并返回Matrix对象。基类方法返回派生类objec

Matrix Matrix::operator *(const Matrix& rhs) const 
{ 
    Matrix temp(mRows,rhs.mCols); 
    ... //do Matrix Multiplication 
    return temp; 
} 

然后我导出一个DCM类(方向余弦矩阵 - 只是一种特殊的矩阵)。

class DCM: public Matrix 
{ 
    .... // class definition here, but does NOT contain definition for 
     // matrix multiplication  
}; 

我可以创建两个DCM对象并将它们放在一起没有问题,但返回的对象类型为Matrix。

DCM Rvb_q(q); 

DCM Rvb_p(p); 

DCM Rvb_pq(Rvb_p*Rvb_q); // error because Rvb_p*Rvb_q returns a Matrix object 

有没有办法让该函数返回一个DCM对象而不必重新编写派生类中的函数?一种方法是给这个构造添加到派生类:

DCM(const Matrix &M):Matrix(M) {} 

,但似乎真的效率不高(为乘法创建一个新的对象,然后拷贝制作DCM对象时)和限制(每次我乘2 DCM对象一起,我必须创建一个新的DCM对象,以便将Matrix对象复制到 - 我不能仅将返回的对象用作DCM)。有没有办法重用基类函数,但让它返回派生类类型?

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他们确实需要返回派生类型吗?您的继承层次结构已经暗示DCM是一个矩阵,并且规定两者之间的乘法运算是相同的(即,它不必考虑DCM的特殊属性),那么返回就好了一个矩阵,尽管你可能想/需要一个转换构造函数。 –

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如果您将移动构造函数添加到Matrix类中,则“DCM Rvb_pq(Rvb_p * Rvb_q)'会更有效。 –

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@TimoGeusch - 他们做的。我也推导出一个四元数类 - 你可以将一个DCM转换为四元数(我将要定义),但是通常把矩阵转换为四元数是没有意义的。因此,这将允许我将两个DCM相乘并将结果转换为四元数 –

回答

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如果有的话,从矩阵相乘继承的同类型(乘法运算下是关闭的),那么你就可以破解一起类似:

template <class TMatrix> 
TMatrix Matrix::operator *(const TMatrix& rhs) 
{ 
    TMatrix temp(mRows, rhs.mCols); 
    // multiply 
    return temp; 
} 

但我不建议。在这样的情况下,我认为最好是明确的,通过一个DCM乘以DCM导致DCM:

DCM DCM::operator *(const DCM& rhs) 
{ 
    return Matrix::operator*(rhs); 
} 

在这种情况下,你也应该申报(可能是私人)DCM(const Matrix&) and DCM(Matrix&&)

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因此,无论是否包含DCM :: DCM运算符*(const DCM&rhs)函数定义,添加DCM(常量Matrix&)都会修复问题。由于它没有它的工作原因,我还应该包括它吗? 此外,我只是了解右值引用 - 我已经得到了移动分配的工作,但移动构造函数似乎并没有被调用。我正在为此单独发布一篇文章。 –

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说实话,我只是坚持使用DCM(const Matrix&)和DCM(Matrix &&)。我的方法的主要好处是如果你想说自动m ='dcm1 * dcm2'并且想要m是DCM类型的话。另外,我真的鼓励你看看[The C++ Programming Language](http://www.stroustrup.com/4th.html)的第29章,整个章节都会讨论矩阵类的设计。我还在研究这本书,所以我还没有看到,但是看到它是由C++的创建者编写的,它可能是一个体面的设计:) –

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您可以使用Curiously Recurrent Template Pattern来实现。 CRTP是一个类,其中一个类从模板类继承,并以它作为模板参数。例如:

template<typename T> 
struct CRTP_base {}; 

struct foo : public CRTP_base<foo> {}; 

基类知道从中派生什么类的事实,这个成语继电器的功率。您可以使用该属性来解决您的问题:

template<typename T> 
struct matrix_base 
{ 
    T& operator*=(const T& rhs) 
    { 
     /* Multiplication code */ 
     return static_cast<T&>(*this); 
    } 
}; 

struct DCM : public matrix_base<DCM> {}; 

int main() 
{ 
    DCM a,b c; 

    a *= b; //OK, call to matrix_base<DCM>::operator*, which expects a DCM as parameter, 
      //and returns a reference to a DCM. 
}