如何避免为matrix与matrix_view编写大量模板操作符重载？

不需要为matrix<T>和matrix_view<T>的组合编写全部四个重载，你可以通过通用模板+类型约束的方式，复用你最初定义的matrix_view版本的operator+，同时自动支持所有可转换为matrix_view的类型（包括matrix<T>）。

核心思路 #

模板类型推导确实不会考虑隐式转换，但我们可以让operator+接受任意可转换为matrix_view的类型，在函数内部统一转换为matrix_view后，调用你已实现的核心重载逻辑。

方案1：C++20 概念（Concept）实现（推荐） #

先定义一个概念，限定哪些类型可以被视为“矩阵类”（即可转换为matrix_view）：

#include <concepts>
#include <utility>

template<typename M>
concept MatrixLike = requires(M&& m) {
    // 要求类型可以转换为对应的matrix_view
    { matrix_view(std::forward<M>(m)) } -> std::same_as<matrix_view<typename std::remove_cvref_t<M>::value_type>>;
};

然后定义通用的operator+，自动转发到你最初的matrix_view版本：

// 你的核心实现（保留原代码）
template <typename T, typename U>
matrix<std::common_type_t<T, U>> operator+(matrix_view<T>, matrix_view<U>);

// 通用重载，支持所有MatrixLike类型
template<MatrixLike M1, MatrixLike M2>
auto operator+(M1&& a, M2&& b) {
    // 转换为matrix_view后调用核心实现
    return operator+(
        matrix_view(std::forward<M1>(a)),
        matrix_view(std::forward<M2>(b))
    );
}

这样不管是matrix<T>+matrix<T>、matrix<T>+matrix_view<T>还是其他组合，都会自动匹配这个通用重载，转换为matrix_view后执行核心逻辑。

方案2：C++17及以下（使用enable_if） #

如果你的项目不支持C++20，可以用std::enable_if来做类型约束：

#include <type_traits>
#include <utility>

// 核心实现（保留原代码）
template <typename T, typename U>
matrix<std::common_type_t<T, U>> operator+(matrix_view<T>, matrix_view<U>);

// 通用重载
template<typename M1, typename M2>
std::enable_if_t<
    // 约束M1可转换为对应的matrix_view
    std::is_convertible_v<M1, matrix_view<typename M1::value_type>> &&
    // 约束M2可转换为对应的matrix_view
    std::is_convertible_v<M2, matrix_view<typename M2::value_type>>,
    // 返回值类型
    matrix<std::common_type_t<typename M1::value_type, typename M2::value_type>>
>
operator+(M1&& a, M2&& b) {
    return operator+(
        matrix_view(std::forward<M1>(a)),
        matrix_view(std::forward<M2>(b))
    );
}

优势 #

• 无需编写多个重复重载，所有可转换为matrix_view的类型（包括未来新增的类型）都能自动支持operator+
• 核心逻辑只需要维护一份，降低代码冗余和维护成本

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Masquue