关于继承和操作符重载的OOP设计问题

对于一个数学包，我试图为不同类型的矩阵设置类，如典型的矩形矩阵，三角矩阵，对角矩阵等。原因很自然地节省了高效的存储空间，高效的算法实现特殊矩阵。但是我仍然希望具有超载运算符的灵活性，其中C = A + B将A和B作为任何类型的矩阵并返回相应的结果（如果其中一个操作数是矩形的，结果可以降级为典型的矩形矩阵）。关于继承和操作符重载的OOP设计问题

我已经想到了2个可能的想法，这两者都是凌乱：

（1）一种IMatrix接口，这将列出所有需要为每种类型的矩阵的要实现的方法，例如，转置，逆等等，对于每种类型的矩阵来说，其有效实现是不同的。这里有两个问题：（a）操作符重载是静态方法，因此不能在接口中列出，甚至不能在实现接口的基类中列出。运算符重载必须分别写在每个类中，并且我不可能实现C = A + B类型的操作（如上所述），而不会在客户端代码中进行凌乱的类型检查和投射，我真的很想避免。（b）中我不能有两个操作数作为接口时我定义操作符重载：即我不能执行以下操作中，比如，对角矩阵类：

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

（2）可具有存储在矩阵型变量一个矩阵类在课堂上（可能是Enum）。根据类型，我们可以实现数据结构和算法。操作员超载可以无缝工作。这里存在一个问题：（a）在启动特定算法之前，该类将会有巨大的可能的开关语法来检查矩阵类型。对于每个二元运算符，我必须有n^2个例子，n是我想要实现的矩阵类型的数量。也可能是维修的噩梦。

看起来，没有操作员超载的细节，我可以使用Factory pattern或Visitor pattern，但不适用于op过载。解决这个问题最好的办法是什么？这里

一个related thread：

资源我迄今发现的。
Explanation of a similar problem面向另一个OS C＃数字封装的开发者。

编辑：

2011年4月25日：增加更多的资源，到目前为止，我还发现了这个问题。

来源

2011-02-16 Samik R

有一些现有的数学库，你可以使用，或采取的想法：http://stackoverflow.com/questions/2336701/recommendation-for-c-matrix-library – 2011-02-16 17:35:14

@Merlyn：我曾考虑过，但有政策问题，所以我将不得不开发自己的。（还是）感谢你的建议。 – 2011-02-16 18:50:29

如果这是我的项目，我会选择＃1的变体：定义一个抽象Matrix类，它由更具体的类型继承，如TriangularMatrix。这将允许您创建运算符（即使所述运算符只是抛出NotImplementedException），然后您可以在派生类中重写。它也将允许您将任何矩阵作为矩阵处理，并具有该共同的一组功能。

您唯一会失去的是编译器会检查您是否实际覆盖了方法和运算符;由于运营商是静态的，因此不能将其抽象化。如果希望，可以通过使基类中的运算符调用等效的命名方法（例如，+会调用Add方法）来在基类中抽象，从而强制子类实现它。数学问题：可以将三角矩阵添加到矩形矩阵，还是两个加数必须在类型和/或维数上匹配？如果是前者，考虑在基类的Matrix类中实现操作符，并让该操作符实现一个策略模式，调用可以对每个类型组合执行实际操作的内部类。如果是后者，只需重写该类型矩阵的有效运算符的基类实现即可。

来源

2011-02-16 17:21:45 KeithS

关于继承和操作符重载的OOP设计问题

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