powやsinなどの引数に入れることができる自作classの作り方を知りたい

Question

環境

c++17
(必要であれば、c++20に変更可能)

やりたいこと

class CustomInt {
public:
    CustomInt(int rhs) : value(rhs) {}
    explicit operator int() const noexcept { return value; };
private:
    int value;
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& lhs, const CustomInt& rhs)
{
    lhs << static_cast<int>(rhs);
    return lhs;
}

int main() {
    // 1
    CustomInt hoge = {0};
    std::cout << hoge << std::endl;
    hoge = 20;
    std::cout << std::pow(static_cast<int>(hoge), 2) << std::endl;
    
    // 2
    std::cout << std::pow(hoge, 2) << std::endl;
}

現在のコードだと、1の部分は問題なく実行できますが、2のコードは下のようなコンパイルエラーが出ます。

no matching function for call to 'pow(CustomInt&, int)

hogeというCustomIntのインスタンスが、あたかもint型のように振る舞うためにはどうoperatorなどを設定すればよいのでしょうか？

Answer 1

あたかもint型のように振る舞うためには

operator int() の explicit を消せばそのようになります。

しかし std::pow() には int 引数のものはないので、依然としてコンパイルはできないかもしれません。その場合は operator double() を足します。

Comments

[fdaskjlfda]

わかりました！ありがとうございます！

Answer 2

operator double()足せばいいというのはまあそうといえばそうなのですが、explicitじゃない型変換演算子を定義するのも正直どうかと思うので代案です。CPOを作ってみます。

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <concepts>
namespace foo {
class CustomInt {
public:
    CustomInt(int rhs) : value(rhs) {}
    explicit operator int() const noexcept { return value; };
    template<std::integral T>
    auto pow(T y) { return std::pow(this->value, y); }
private:
    int value;
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& lhs, const CustomInt& rhs)
{
    lhs << static_cast<int>(rhs);
    return lhs;
}
inline namespace cpo {
    namespace detail{
        template <class T, class U>
        concept has_pow_1 = requires (T x, U y) {
            std::integral<U>;
            {x.pow(y)} -> std::floating_point;
        };
        template <class T, class U>
        concept has_pow_2 = requires (T x, U y) {
            std::floating_point<U>;
            {x.pow(y)} -> std::same_as<U>;
        };
    }
    template <class T, class U>
    concept has_pow = detail::has_pow_1<T, U> || detail::has_pow_2<T, U>;
    struct pow_t {
        template<std::floating_point T>
        T operator()(T x, T y) const { return std::pow(x, y); }
        template<std::integral T1, std::integral T2>
        auto operator()(T1 x, T2 y) const { return std::pow(x, y); }
        template<class T, class U> requires has_pow<T, U>
        auto operator()(T x, U y) const { return x.pow(y); }
    };
    inline constexpr pow_t pow{};
}
}
int main() {
    // 1
    foo::CustomInt hoge = {0};
    std::cout << hoge << std::endl;
    hoge = 20;
    std::cout << foo::pow(static_cast<int>(hoge), 2) << std::endl;
    
    // 2
    std::cout << foo::pow(hoge, 2) << std::endl;
}

https://wandbox.org/permlink/mMZyvzq64bdhQogj

ref:

• ［C++］カスタマイゼーションポイントオブジェクト（CPO）概論 - 地面を見下ろす少年の足蹴にされる私
• コンセプト - cpprefjp C++日本語リファレンス

Comments

[fdaskjlfda]

わかりました！ありがとうございます！