c++ 中的基本运算符重载语法

Question

我很难形成一个我想问的问题，所以让我举个例子：

假设我们正在开发一个 3d 系统，在该系统中我们定义了一个向量类 Vec3。出于明显的原因，我们重载了一些算术运算符。其中我们重载 * 运算符，以便它将返回两个向量的点积。现在我们的代码应该如下所示：

class Vec3{
private:
    float x, y, z;
public:
    float operator*(const Vec3&) const; //dot product
.
.
.

现在假设我们希望能够通过使用 * 运算符来缩放向量，例如浮点数。这可以通过声明以下内容来完成：

    Vec3 operator*(const float) const;
    friend Vec3 operator*(const float, const Vec3&);

这会产生两个重载，并且我想知道是否有一种方法可以只用一个重载，即我们声明它而不是上面的两行：

    friend Vec3 operator*(const Vec3&, const Vec3&);

然后为 Vec3 向量添加默认值以处理浮点转换。

最后一个示例适用于：

    Vec3 someVec3 = 1.0 * otherVec3; //through friend Vec3 operator*(const float, const Vec3&)

但不适用于此：

    Vec3 someVec3 = otherVec3 * 1.0;

因为编译器不知道使用两者中的哪一个：

    friend Vec3 operator*(const float, const Vec3&); //the one we want to use
or
    float operator*(const Vec3&) const; //the one for the dot product

有什么建议吗？

谢谢你！

Answer 1

在这种情况下，我最初建议不要重载运算符，因为您的用户如何知道 * 是否表示点积或叉积（两者都是合理的含义，具体取决于预期的客户端使用）。我实际上建议不支持 operator* 并使用 dot、cross 和 scale 成员。这样您就不必担心多次过载，并且您的用户很清楚他们将获得什么。

但是，如果您确实想继续使用运算符，那么有两个重载也没有什么问题。创建一个虚拟 Vec3 来进行缩放不仅在语义上不正确，而且还会增加少量不必要的开销。

Answer 2

Boost.Operators 可以完成大部分样板文件为你工作。例如：

class Vec3 
  : boost::multipliable2<Vec3, float>
{
public:
   // ... 

   Vec3 operator*=(float);
   // Vec3 operator*(Vec3, const float&) and
   // Vec3 operator*(const float&, Vec3) auto-generated
   // by multipliable. 
};

Answer 3

几个重载并没有什么问题，尤其是如果它们可以很容易地相互实现的话：

Vec3 operator*(const float scale, const Vec3& vec)
{ return vec * scale; }

很难得到比这更简单的了！