Матричный шаблонный класс, передающий параметр по константной ссылке

Question

Попытка написать шаблонный класс для матричного объекта. Получение ошибок компиляции:

c: \ program files (x86) \ microsoft visual studio 11.0 \ vc \ include \ xmemory0 (606): ошибка C2558: класс 'Matrix': конструктор копирования недоступен или конструктор копирования объявлен 'явным' 1> с 1> [ 1> T=float 1> ] 1> c:\program files (x86)\microsoft visual studio 11.0\vc\include\xmemory0(605): при компиляции функции-члена шаблона класса 'void std::allocator<_Ty>::construct(_Ty *,const _Ty &)'1>
с 1> [ 1> _Ty=Matrix 1> ] 1> c:\program files (x86)\microsoft visual studio 11.0\vc\include\xmemory0(751): см. ссылку на создание экземпляра шаблона функции 'void std::allocator< _Ty>::construct(_Ty *,const _Ty &)'компилируется 1> с 1> [1>
_Ty = Matrix 1>] 1> c: \ program files (x86) \ microsoft visual studio 11.0 \ vc \ include \ type_traits (743): см. Ссылку на создание экземпляра шаблона класса 'std:: allocator<_Ty>', который компилируется 1> с 1> [1>
_Ty = Matrix 1>] 1> c: \ program files (x86) \ microsoft visual studio 11.0 \ vc \ include \ vector (655): см. Ссылку на создание экземпляра шаблона класса 'std:: is_empty<_Ty>', скомпилированного 1> с 1> [1>
_Ty = std:: allocator> 1>] 1> e: \ projects \ work \ nns \ fifteenstepstut \ fifteensteps \ fifteensteps \ source.cpp (35): см. Ссылку на создание экземпляра шаблона класса 'std:: vector<_Ty>' скомпилировано 1> с 1> [1>
_Ty = Matrix 1>] 1> 1> Build Failed. 1>

А ТАКЖЕ

ClCompile: 1> Source.cpp 1>e:\projects\work\nns\fifteenstepstut\fifteensteps\fifteensteps\matrix.h(80): ошибка C2664: "Matrix::Matrix(Matrix &)": невозможно преобразовать параметр 1 из От Matrix (__cdecl *)(void) до Matrix &' 1>
с 1> [1> T = float 1>] 1>
e: \ projects \ work \ nns \ fifteenstepstut \ fifteensteps \ fifteensteps \ matrix.h (74): при компиляции функции-члена шаблона класса 'Matrix Matrix::dot(const Matrix &)' 1> с 1> [1>
T = float 1>] 1>
e: \ projects \ work \ nns \ fifteenstepstut \ fifteensteps \ fifteensteps \ source.cpp (62): см. ссылку на создание экземпляра шаблона функции 'Matrix Matrix:: dot (const Matrix &)', компилируемого 1> с 1> [1> T = float 1>] 1>
e: \ projects \ work \ nns \ fifteenstepstut \ fifteensteps \ fifteensteps \ source.cpp (38): см. ссылку на создание экземпляра шаблона класса 'Matrix', компилируемого 1> с 1> [1> T = float 1>
] 1> e: \ projects \ work \ nns \ fifteenstepstut \ fifteensteps \ fifteensteps \ matrix.h (84): ошибка C2664: "Matrix::Matrix(Matrix &)": невозможно преобразовать параметр 1 из "Matrix (__cdecl *)" (void)' to 'Matrix &' 1>
с 1> [1> T = float 1>] 1> 1> Build FAILED.

"Matrix.h"

#include <vector>
#include <iostream>

template<typename T>
class Matrix {
private: 
    std::vector<T> data;
    int rows;
    int cols;

public:
    Matrix();
    Matrix(std::vector<T>, int rows, int cols);
    Matrix(Matrix<T>&); //change with this one
    //Matrix(const Matrix<T>&); //Will need to uncomment to test the 3rd error
    void print();
    Matrix<T> transpose();
    Matrix<T> dot(const Matrix<typename std::remove_reference<T>::type> &); //error 2
    //Matrix<T&> dot(const Matrix<T> &); //dumb idea?
    //Matrix<T> dot(const Matrix<T> &); //error 1
};

template <typename T>
Matrix<T>::Matrix() {
    data.clear();
    rows = 0;
    cols = 0;
}

template <typename T> 
Matrix<T>::Matrix(std::vector<T> elements, int numRows, int numCols) {
    rows = numRows;
    cols = numCols;

    data.clear();
    for(unsigned int i = 0; i < elements.size(); i++) {
        data.push_back(elements[i]);
    }
}

template <typename T> 
Matrix<T>::Matrix(Matrix<T>& matrix) {
    rows = matrix.rows;
    cols = matrix.cols;

    data.clear();
    for(unsigned int i = 0; i < matrix.data.size(); i++) {
        data.push_back(matrix.data[i]);
    }
}
/* To get compiler error, exchange with a above
template <typename T> 
Matrix<T>::Matrix(const Matrix<T>& matrix) {
    rows = matrix.rows;
    cols = matrix.cols;

    data.clear();
    for(unsigned int i = 0; i < matrix.data.size(); i++) {
        data.push_back(matrix.data[i]);
    }
}*/

template <typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::dot(const Matrix<typename std::remove_reference<T>::type> & rhs) { //ERROR 2
//Matrix<&T> dot(const Matrix<T> &) {   
//Matrix<T> dot(const Matrix<T> &) { ERROR 1
    if(cols != rhs.rows) {
        std::cout << "Error! Can not resolve dot product on these matrices!" << std::endl;
        std::cout << "Requested: [" << rows << "x" << cols << "] <alt+7> [" << rhs.rows << "x" << rhs.cols << "]" << std::endl;
        Matrix<T> matrix();
        return matrix;
    }

    Matrix<T> matrix();
    return matrix;
}

template <typename T>
void Matrix<T>::print() {
    for(unsigned int i = 0; i < data.size(); i++) {
        std::cout << data[i] << ", ";
        if((i+1) % cols == 0)
            std::cout << std::endl;
    }
}

template <typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::transpose() {
    std::vector<T> vec;
    for(unsigned int i = 0; i < data.size(); i++) {
        vec.push_back(data[(cols*(i%rows)+i/rows)]);
    }
    return Matrix<T>(vec, cols, rows);
}

Я прочитал несколько разных идей о том, как это исправить, но не совсем уверен, в чем проблема. Во многих местах говорится о передаче только T как константной ссылки, но в этом случае я передаю класс как константную ссылку. Кажется, не так.

Я наконец решил посмотреть, что произойдет, если реализовать константный ссылочный конструктор копирования.

Я тогда получаю эту ошибку:

неразрешенный внешний символ "public: class Matrix __thiscall Matrix::dot(class Matrix const &)" (?dot@?$Matrix@M@@QAE?AV1@ABV1@@Z), указанный в функции "void __cdecl testMatrixClass(void)" (?testMatrixClass@@YAXXZ)

Как я мог бы передать этот класс в качестве константной ссылки, если это вообще возможно?

Спасибо!

Тестовая реализация

SOURCE.CPP

#include <iostream>
#include <vector>
#include "Matrix.h"
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>


////TODO: Find alternatives to these...
//typedef std::vector<std::vector<float>> Matrix;
//typedef std::vector<float> Vector;
//using LMath::operator+;
//using LMath::operator==;



//void testMatrix(); //testing function.
//Matrix loadData(std::string); //Not implemented yet
//bool saveData(Matrix, std::string); //Not implemented yet


void testMatrixClass();

int main() {

    //testMatrix();
    testMatrixClass();

    return 0;
}


void testMatrixClass() {

    std::vector<Matrix<float>> testResults;
    std::vector<std::string> testInfo;

    Matrix<float> temp;
    testResults.push_back(temp);
    testInfo.push_back("Default Constructor");

    std::vector<float> tempVec;
    for(int i = 0; i < 9; i++) {
        tempVec.push_back((float)(i%3));
    }

    Matrix<float> temp2(tempVec, 3, 3);
    testResults.push_back(temp2);
    testInfo.push_back("Vector constructor");

    testResults.push_back(temp2.transpose());
    testInfo.push_back("Vector transpose");

    tempVec.push_back(10.0);
    Matrix<float> temp3(tempVec, 5, 2);
    testResults.push_back(temp3);
    testInfo.push_back("Vector constructor");

    testResults.push_back(temp3.transpose());
    testInfo.push_back("Vector transpose");

    testResults.push_back(temp2.dot(temp2));
    testInfo.push_back("Dot product");

    testResults.push_back(temp2.dot(temp3));
    testInfo.push_back("Error Dot Product");

    for(unsigned int i = 0; i < testResults.size(); i++) {
        std::cout << "Test: " << testInfo[i] << ": " << std::endl;;
        testResults[i].print();
        std::cout << std::endl;
    }

}

Решение:

#include <iostream>
#include <vector>
template<typename T>
class Matrix {
private: 
    std::vector<T> data;
    int rows;
    int cols;

public:
    Matrix();
    Matrix(std::vector<T>, int rows, int cols);
    //Matrix(Matrix<T>&);
    Matrix(const Matrix<T>&);
    void print();
    Matrix<T> transpose();
    Matrix<T> dot(const Matrix<typename std::remove_reference<T>::type> &);
};

template <typename T>
Matrix<T>::Matrix() {
    data.clear();
    rows = 0;
    cols = 0;
}

template <typename T> 
Matrix<T>::Matrix(std::vector<T> elements, int numRows, int numCols) {
    rows = numRows;
    cols = numCols;

    data.clear();
    for(unsigned int i = 0; i < elements.size(); i++) {
        data.push_back(elements[i]);
    }
}

template <typename T> 
Matrix<T>::Matrix(const Matrix<T>& matrix) {
    rows = matrix.rows;
    cols = matrix.cols;

    data.clear();
    for(unsigned int i = 0; i < matrix.data.size(); i++) {
        data.push_back(matrix.data[i]);
    }
}


template <typename T>
void Matrix<T>::print() {
    for(unsigned int i = 0; i < data.size(); i++) {
        std::cout << data[i] << ", ";
        if((i+1) % cols == 0)
            std::cout << std::endl;
    }
}

template <typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::transpose() {
    std::vector<T> vec;
    for(unsigned int i = 0; i < data.size(); i++) {
        vec.push_back(data[(cols*(i%rows)+i/rows)]);
    }
    return Matrix<T>(vec, cols, rows);
}

template <typename T>
Matrix<T> Matrix<T>::dot(const Matrix<typename std::remove_reference<T>::type> & rhs) {
    if(cols != rhs.rows) {
        std::cout << "Error! Can not resolve dot product on these matrices!" << std::endl;
        std::cout << "Requested: [" << rows << "x" << cols << "] <alt+7> [" << rhs.rows << "x" << rhs.cols << "]" << std::endl;
        Matrix<T> matrix;
        return matrix;
    }

    Matrix<T> matrix;
    return matrix;
}

Answer 1

Есть две проблемы с показанным кодом.

1) Неправильный конструктор копирования:

Matrix(Matrix<T>&);

Конструкторы копирования должны взять const ссылка как параметр:

Matrix(const Matrix<T>&);

Фактическое объявление в заголовочном файле также должно быть изменено.

2) Вторая проблема - The Vexing Parse:

Matrix<T> matrix();
return matrix;

Это должно быть просто изменено на:

Matrix<T> matrix;
return matrix;

Или просто:

return Matrix<T>();

Это происходит в двух местах в показанном коде.

Как только две вышеуказанные проблемы устранены, показанный код компилируется для меня с помощью gcc 8.