c++ - 为模板类重载友元运算符<<

Question

我现在已经在 StackOverflow.com 上阅读了一些关于我的问题的问题，但似乎都没有解决我的问题。或者我可能做错了......<<如果我把它变成一个内联函数，那么重载就可以了。但是我如何让它在我的情况下工作？

warning: friend declaration std::ostream& operator<<(std::ostream&, const D<classT>&)' declares a non-template function

warning: (if this is not what you intended, make sure the function template has already been declared and add <> after the function name here) -Wno-non-template-friend disables this warning

/tmp/cc6VTWdv.o:uppgift4.cc:(.text+0x180): undefined reference to operator<<(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, D<int> const&)' collect2: ld returned 1 exit status

编码：

template <class T>
T my_max(T a, T b)
{
   if(a > b)      
      return a;
   else
      return b;
}

template <class classT>
class D
{
public:
   D(classT in)
      : d(in) {};
   bool operator>(const D& rhs) const;
   classT operator=(const D<classT>& rhs);

   friend ostream& operator<< (ostream & os, const D<classT>& rhs);
private:
   classT d;
};


int main()
{

   int i1 = 1;
   int i2 = 2;
   D<int> d1(i1);
   D<int> d2(i2);

   cout << my_max(d1,d2) << endl;
   return 0;
}

template <class classT>
ostream& operator<<(ostream &os, const D<classT>& rhs)
{
   os << rhs.d;
   return os;
}

score 197 · Accepted Answer

这是那些具有相似但不完全相同的不同方法的常见问题之一。这三种方法的不同之处在于你声明谁是你的函数的朋友——然后是你如何实现它。

外向的人

将模板的所有实例声明为朋友。这是您接受的答案，也是大多数其他答案的建议。在这种方法中，您不必要地D<T>通过声明朋友所有operator<<实例化来打开您的特定实例化。也就是说，std::ostream& operator<<( std::ostream &, const D<int>& )可以访问D<double>.

template <typename T>
class Test {
   template <typename U>      // all instantiations of this template are my friends
   friend std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test<U>& );
};
template <typename T>
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test<T>& ) {
   // Can access all Test<int>, Test<double>... regardless of what T is
}

内向者

仅将插入运算符的特定实例声明为友元。D<int>应用于自身时可能会喜欢插入运算符，但它不希望与 . 有任何关系std::ostream& operator<<( std::ostream&, const D<double>& )。

这可以通过两种方式完成，最简单的方式是@Emery Berger 提出的，即内联运算符——这也是一个好主意，原因有以下几点：

template <typename T>
class Test {
   friend std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test& t ) {
      // can access the enclosing Test. If T is int, it cannot access Test<double>
   }
};

在第一个版本中，您不是为模板的每个实例创建一个模板化operator<<的，而是一个非模板化的函数Test。同样，差异是微妙的，但这基本上等同于手动添加：std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test<int>& )当您实例化时Test<int>，以及另一个类似的重载，当您Test使用double或任何其他类型进行实例化时。

第三个版本比较麻烦。无需内联代码，并使用模板，您可以将模板的单个实例声明为您的类的朋友，而无需向所有其他实例开放自己：

// Forward declare both templates:
template <typename T> class Test;
template <typename T> std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test<T>& );

// Declare the actual templates:
template <typename T>
class Test {
   friend std::ostream& operator<< <T>( std::ostream&, const Test<T>& );
};
// Implement the operator
template <typename T>
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test<T>& t ) {
   // Can only access Test<T> for the same T as is instantiating, that is:
   // if T is int, this template cannot access Test<double>, Test<char> ...
}

利用外向者

第三个选项和第一个选项之间的细微差别在于您对其他课程的开放程度。外向版本中滥用的一个例子是有人想要访问你的内部并这样做：

namespace hacker {
   struct unique {}; // Create a new unique type to avoid breaking ODR
   template <> 
   std::ostream& operator<< <unique>( std::ostream&, const Test<unique>& )
   {
      // if Test<T> is an extrovert, I can access and modify *any* Test<T>!!!
      // if Test<T> is an introvert, then I can only mess up with Test<unique> 
      // which is just not so much fun...
   }
}

score 16 · Accepted Answer

你不能这样声明一个朋友，你需要为它指定一个不同的模板类型。

template <typename SclassT>
friend ostream& operator<< (ostream & os, const D<SclassT>& rhs);

请注意SclassT，这样它就不会出现阴影classT。定义时

template <typename SclassT>
ostream& operator<< (ostream & os, const D<SclassT>& rhs)
{
  // body..
}

score 4 · Accepted Answer

这对我有用，没有任何编译器警告。

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
T my_max(T a, T b)
{
  if(a > b)
    return a;
  else
    return b;
}

template <class classT>
class D
{
public:
  D(classT in)
    : d(in) {};

  bool operator>(const D& rhs) const {
    return (d > rhs.d);
  }

  classT operator=(const D<classT>& rhs);

  friend ostream& operator<< (ostream & os, const D& rhs) {
    os << rhs.d;
    return os;
  }

private:
  classT d;
};


int main()
{

  int i1 = 1;
  int i2 = 2;
  D<int> d1(i1);
  D<int> d2(i2);

  cout << my_max(d1,d2) << endl;
  return 0;
}

score 1 · Accepted Answer

我认为你不应该首先交朋友。

您可以创建一个公共方法调用 print，如下所示（对于非模板类）：

std::ostream& MyClass::print(std::ostream& os) const
{
  os << "Private One" << privateOne_ << endl;
  os << "Private Two" << privateTwo_ << endl;
  os.flush();
  return os;
}

然后，在类之外（但在同一个命名空间中）

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyClass& myClass)
{
  return myClass.print(os);
}

我认为它也应该适用于模板类，但我还没有测试过。

score 0 · Accepted Answer

干得好：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
T my_max(T a, T b)
{
   if(a > b)      
      return a;
   else
      return b;
}

template <class classT>
class D
{
public:
   D(classT in)
      : d(in) {};
   bool operator>(const D& rhs) const { return d > rhs.d;};
   classT operator=(const D<classT>& rhs);

   template<class classT> friend ostream& operator<< (ostream & os, const D<classT>& rhs);
private:
   classT d;
};

template<class classT> ostream& operator<<(ostream& os, class D<typename classT> const& rhs)
{
    os << rhs.d;
    return os;
}


int main()
{

   int i1 = 1;
   int i2 = 2;
   D<int> d1(i1);
   D<int> d2(i2);

   cout << my_max(d1,d2) << endl;
   return 0;
}

c++ - 为模板类重载友元运算符<<

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