C++ 構造体同士での型変換のやり方

Question

#目的
C++でのゲーム制作をしています。
UnityにあるVector2,Vector3構造体の真似をして
自分で同じような構造体を作ろうとしています。
#質問
Unityでは
Vector3 = Vector2; のように
Vector3とVector2の異なる構造体同士での+-*/の演算や代入ができますが、
どのように実装するのでしょうか。
#試したができなかったこと
(Vector3.hに書くとき)
型変換関数の実装

//Vector3.h
operator Vector2();　//error C2833: 'operator Vector2' は演算子または型指定子のどちらでもありません。

関数で変換する

//Vector3.h
Vector2 ToVector2(); //error C3646: 'ToVector2': 不明なオーバーライド指定子です

#気づいたこと
両方の.hで互いにインクルードを行っているため問題が起きているようです。
片方の.hでもう片方へのインクルードをやめるとビルドが通ります。

ですがこれでは、双方向の型変換ができなくなってしまいます。
#コード

//Vector3.h
#pragma once
#include "Vector2.h"

struct Vector3
{
	union 
	{
		float v[3];
		struct
		{
			float x;
			float y;
			float z;
		};
	};
	

	static const Vector3 zero;
	static const Vector3 right;
	static const Vector3 left;
	static const Vector3 up;
	static const Vector3 down;
	static const Vector3 forward;
	static const Vector3 back;

	Vector3();						//全要素を0.0fとしたVector3を作成します
	Vector3(float);					//全要素を引数値としたVector3を作成します
	Vector3(float, float, float);	//引数xyzを成分としたVector3を作成します

	float DistanceToPoint(Vector3);	//pointへの距離を返します
	float Magnitude();				//ベクトルの長さを返します
	Vector3 Normalized();			//このベクトルの単位ベクトルを返します
	void Normalize();				//このベクトルを単位ベクトルに直します

	//それぞれの要素同士で演算を行います
	Vector3 operator+(Vector3);
	Vector3 operator-(Vector3);
	Vector3 operator*(Vector3);
	Vector3 operator/(Vector3);
	Vector3 operator+=(Vector3);
	Vector3 operator-=(Vector3);
	Vector3 operator*=(Vector3);
	Vector3 operator/=(Vector3);

	//全ての要素と演算を行います
	Vector3 operator=(float);
	Vector3 operator+(float);
	Vector3 operator-(float);
	Vector3 operator*(float);
	Vector3 operator/(float);
	Vector3 operator+=(float);
	Vector3 operator-=(float);
	Vector3 operator*=(float);
	Vector3 operator/=(float);
};

//Vector2.h
#pragma once

#include "Vector3.h"

struct Vector2
{
	union
	{
		float v[2];
		struct
		{
			float x;
			float y;
		};
	};

	static const Vector2 zero;	
	static const Vector2 right;
	static const Vector2 left;
	static const Vector2 up;
	static const Vector2 down;
	
	Vector2();					//全要素を0.0fとしたVector2を作成します
	Vector2(float num);			//全要素を引数値としたVector2を作成します
	Vector2(float x, float y);	//引数xyを成分としたVector2を作成します

	float DistanceToPoint(Vector2 point);	//pointへの距離を返します
	float Magnitude();						//ベクトルの長さを返します
	Vector2 Normalized();					//このベクトルの単位ベクトルを返します
	void Normalize();						//このベクトルを単位ベクトルに直します

	//同じ要素同士で演算を行います
	Vector2 operator+(Vector2);	
	Vector2 operator-(Vector2);	
	Vector2 operator*(Vector2);	
	Vector2 operator/(Vector2);	
	Vector2 operator+=(Vector2);
	Vector2 operator-=(Vector2);
	Vector2 operator*=(Vector2);
	Vector2 operator/=(Vector2);

	//全ての要素と演算を行います
	Vector2 operator=(float);
	Vector2 operator+(float);
	Vector2 operator-(float);
	Vector2 operator*(float);
	Vector2 operator/(float);
	Vector2 operator+=(float);
	Vector2 operator-=(float);
	Vector2 operator*=(float);
	Vector2 operator/=(float);
};

Answer 1

相互にインクルードしているため、インクルードガードが効いてしまっているためのエラーかと思います。

//Vector3.h
#pragma once
#include "Vector2.h"

//Vector2.h
#pragma once
#include "Vector3.h"

①ヘッダでは互いに前方参照にして、.cppでヘッダをインクルードして実装する。

//Vector3.h
#pragma once
struct Vector2;

//Vector2.h
#pragma once
struct Vector3;

//Vector3.cpp
#include "Vector2.h"
operator Vector3(){} // 実装

//Vector2.cpp
#include "Vector3.h"
operator Vector2(){} // 実装

②Vector2とVector3を同じヘッダにまとめる

//Vector.h
// 前方参照
struct Vector2; 
struct Vector3;

// 宣言
struct Vector2 {
operator Vector3();
};

struct Vector3 {
operator Vector2();
};

// 実装
inline Vector2::operator Vector3(){}
inline Vector3::operator Vector2(){}

Comments

[piced]

迅速な返答ありがとうございます。

どうやら私は前方参照を知らなかったようで、それでエラーが起きていたようです。
無事解決致しました。

Answer 2

型変換operator、できません?

#include <iostream>

class foo {
public:
  int n;
  void print() { std::cout << "foo(" << n << ")\n"; }
};

class bar {
public:
  bar(int v) : n(v) {}
  int n;
  operator foo() { foo tmp; tmp.n = n; return tmp; }
};

int main() {
  bar b(123);
  foo f;　f = b; // ここで型変換。
  f.print();
}

[追記」相互変換? できますとも。

#include <iostream>

class bar;

class foo {
public:
  int n;
  foo(int v=0) : n(v) {}
  void print() { std::cout << "foo(" << n << ")\n"; }
  operator bar();
};

class bar {
public:
  bar(int v=0) : n(v) {}
  int n;
  void print() { std::cout << "bar(" << n << ")\n"; }
  operator foo();
};

bar::operator foo() { foo tmp; tmp.n = n; return tmp; } 
foo::operator bar() { bar tmp; tmp.n = n; return tmp; }

int main() {
  foo f0(123);
  foo f1;
  bar b0(456);
  bar b1;
  f1 = b0; f1.print();
  b1 = f0; b1.print();
}

Comments

[piced]

Vector3.hでVector2.hをインクルードするだけならうまくいきますが
Vector2.h、Vector3.hの両方が互いをインクルードすると問題が発生します。

片方のインクルードの一行を消すとうまくいきますが、
これでは型変換が片方の型からしか出来ません。

[episteme]

ついきしました。

[piced]

迅速な返答ありがとうございます。
どうやら私は前方参照を知らなかったようで、それでエラーが起きていたようです。

わずかではありますが他の方が先に助言してくださったので、
BAはその方に上げたいと思います。
改めて、ありがとうございました。

Answer 3

Unityは詳しくありませんが

C++では普通に演算子のユーザ定義が可能です。３次元ベクトルと２次元ベクトルの加減算を定義しても問題ありません。（本人の責任の範囲で使うならば）

Comments

[piced]

どういうわけか出来ませんでした

//Vector3.h
Vector3 operator+(Vector2); //error C2061: 構文エラー: 識別子 'Vector2'

Vector3.hでVector2.hをインクルードするだけならうまくいきますが
Vector2.h、Vector3.hの両方が互いをインクルードすると問題が発生します。