派生重载运算符，但仅对相同类型进行操作

假设我有一个基类和两个从它派生的类：

class Base
{
protected:
    double value;
public:
    virtual ~Base();

    Base(double value) : value(value) {}
    Base(const Base& B) { value=B.value; }

    Base operator+ (const Base& B) const { 
        return Base(value+B.value); 
    }

};

class final Derived1 : public Base {
public:
    Derived1(double value) : Base(value) {}
};

class final Derived2 : public Base {
public:
    Derived2(double value) : Base(value) {}
};

我想完成以下任务：

int main(int argc, char *argv[])
{
    Derived1 a = Derived1(4.0);
    Derived2 b = Derived2(3.0);

    a+a; // this should return a Derived1 object
    b+b; // this should return a Derived2 object

    a+b; // this should FAIL AT COMPILE TIME

    return 0;
}

换句话说，我想保证继承的operator+只对对象进行操作同类型的作为调用实例。

我该如何干净地做到这一点？我发现自己为每个类重新定义了运算符：

class final Derived1 : public Base {
    ...
    Derived1 operator+ (const Derived1& D1) const {
        return Derived1(value+D1.value);
    }
    ...
};

class final Derived2 : public Base {
    ...            
    Derived2 operator+ (const Derived2& D1) const {
        return Derived2(value+D1.value);
    }
    ...
};

但这只是一种痛苦。此外，对我来说，这似乎不是正确的代码重用。

这里使用的正确技术是什么？

如果你能确定Derived1 and Derived2是叶类（即没有其他类可以从它们派生），您可以使用奇怪的重复模板模式 http://en.wikipedia.org/wiki/Curiously_recurring_template_pattern:

template <typename T>
class BaseWithAddition : public Base {
    T operator+(T const& rhs) const {
        return T(value + rhs.value);
    }
};

class final Derived1 : public BaseWithAddition<Derived1> {
    // blah blah
};

class final Derived2 : public BaseWithAddition<Derived2> {
    // blah blah
};

(final是一项 C++11 功能，可防止进一步推导。）

如果您允许派生自Derived1 and Derived2然后你就会遇到麻烦：

class Derived3 : public Derived1 {};
Derived3 d3;
Derived1 d1;
Derived1& d3_disguised = d3;
d1 + d3_disguised; // oooops, this is allowed

没有办法在编译时阻止这种情况。即使您想允许它，如果没有适当的语义，也不容易获得此操作的正确语义。多次调度 http://en.wikipedia.org/wiki/Multimethods.