關於繼承和操作符重載的OOP設計問題

對於一個數學包，我試圖爲不同類型的矩陣設置類，如典型的矩形矩陣，三角矩陣，對角矩陣等。原因很自然地節省了高效的存儲空間，高效的算法實現特殊矩陣。但是我仍然希望具有超載運算符的靈活性，其中C = A + B將A和B作爲任何類型的矩陣並返回相應的結果（如果其中一個操作數是矩形的，結果可以降級爲典型的矩形矩陣）。關於繼承和操作符重載的OOP設計問題

我已經想到了2個可能的想法，這兩者都是凌亂：

（1）一種IMatrix接口，這將列出所有需要爲每種類型的矩陣的要實現的方法，例如，轉置，逆等等，對於每種類型的矩陣來說，其有效實現是不同的。這裏有兩個問題：（a）操作符重載是靜態方法，因此不能在接口中列出，甚至不能在實現接口的基類中列出。運算符重載必須分別寫在每個類中，並且我不可能實現C = A + B類型的操作（如上所述），而不會在客戶端代碼中進行凌亂的類型檢查和投射，我真的很想避免。（b）中我不能有兩個操作數作爲接口時我定義操作符重載：即我不能執行以下操作中，比如，對角矩陣類：

public override IMatrix operator +(IMAtrix lhsMatrix, IMatrix rhsMatrix) 
{ ... }

（2）可具有存儲在矩陣型變量一個矩陣類在課堂上（可能是Enum）。根據類型，我們可以實現數據結構和算法。操作員超載可以無縫工作。這裏存在一個問題：（a）在啓動特定算法之前，該類將會有巨大的可能的開關語法來檢查矩陣類型。對於每個二元運算符，我必須有n^2個例子，n是我想要實現的矩陣類型的數量。也可能是維修的噩夢。

看起來，沒有操作員超載的細節，我可以使用Factory pattern或Visitor pattern，但不適用於op過載。解決這個問題最好的辦法是什麼？這裏

一個related thread：

資源我迄今發現的。
Explanation of a similar problem面向另一個OS C＃數字封裝的開發者。

編輯：

2011年4月25日：增加更多的資源，到目前爲止，我還發現了這個問題。

來源

2011-02-16 Samik R

有一些現有的數學庫，你可以使用，或採取的想法：http://stackoverflow.com/questions/2336701/recommendation-for-c-matrix-library – 2011-02-16 17:35:14

@Merlyn：我曾考慮過，但有政策問題，所以我將不得不開發自己的。（還是）感謝你的建議。 – 2011-02-16 18:50:29

如果這是我的項目，我會選擇＃1的變體：定義一個抽象Matrix類，它由更具體的類型繼承，如TriangularMatrix。這將允許您創建運算符（即使所述運算符只是拋出NotImplementedException），然後您可以在派生類中重寫。它也將允許您將任何矩陣作爲矩陣處理，並具有該共同的一組功能。

您唯一會失去的是編譯器會檢查您是否實際覆蓋了方法和運算符;由於運營商是靜態的，因此不能將其抽象化。如果希望，可以通過使基類中的運算符調用等效的命名方法（例如，+會調用Add方法）來在基類中抽象，從而強制子類實現它。數學問題：可以將三角矩陣添加到矩形矩陣，還是兩個加數必須在類型和/或維數上匹配？如果是前者，考慮在基類的Matrix類中實現操作符，並讓該操作符實現一個策略模式，調用可以對每個類型組合執行實際操作的內部類。如果是後者，只需重寫該類型矩陣的有效運算符的基類實現即可。

來源

2011-02-16 17:21:45 KeithS

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