Question

我正在尝试为我创建的模板化堆栈类（作为编程赋值）重载输出流操作符（＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;我正在使用声明友元运算符的正常范例＆lt;＆lt;函数到堆栈类。我按照Prata的例子（C ++ primer plus）将“绑定模板友元函数添加到模板类”。代码编译并执行，但是没有给出期望的结果，因为模板化运算符＆lt;＆lt;当我只希望它重载Stack类的输出流操作符时，函数试图重载main中输出流操作符的每次出现。所以我认为我需要专门化重载运算符＆lt;＆lt;功能。

我构建了一个更简单的代码示例来演示该问题。请注意，而不是使用重载运算符＆lt;＆lt;在示例中，我使用了一个名为“oper（）”的函数。代码如下（附加），问题是oper（）适用于Bigger类（我想要的）和BIG类（我不想要）。你能告诉我如何专门化模板化的oper（）函数吗？

    // Compiler:   gcc
// Purpose:    test templates. test bound template friend fns.
#include <iostream>
using namespace std;

// declare template function
template <typename T> std::ostream & oper (std::ostream &os, const T &);

template <typename T> class Bigger {
    T value;
public:
    Bigger(T init) {value = init;}
    // declare bound template friend functions
    friend std::ostream &oper<> (std::ostream &os, const Bigger<T> &);
};

class Bad { // but oper() can work with this class too!
    int i;
public:
    int value;
    Bad(): i(1),value(2) {};
};

// define full template functions
// want to specialize this function so that it only works with class Bigger!
template <typename T> std::ostream &oper (std::ostream &os, const T & big) {
    os << big.value;
    return os;
}

int main (int argc, char * argv[]) {
    Bigger <float> bf {3.1};
    // this is desired behavior. oper() acts as a friend to Bigger.
    cout << "oper bf: "; oper(cout,bf); cout<<endl;
    Bad bad;
    // this is undesired behavior. template is too loose allowing oper to work for Bad!!!
    cout << "oper bad: ";oper(cout,bad);cout<<endl;

    return 0;
}

Answer 1

如何将绑定模板友元函数专门化为模板类？

简单的答案你不能。函数模板只能是完全专业化的，但您要问的是提供类模板的部分特化。最接近的是提供一个不同的基本模板（参见Petr Budnik答案），而不是专门化....但我也不会这样做。

在定义模板的朋友操作符（或一般的朋友函数）时，我不想使用模板，而是将单个非模板操作符定义为模板的朋友。这可以通过在类定义中提供友元函数的定义来实现：

template <typename T>
class MyTemplate {
   int data;
//...
   friend std::ostream operator<<(std::ostream& os, MyTemplate const& t) {
       os << t.data;
       return os;
   }
};

这种方法有几个优点，第一个是它允许为非模板函数提供通用实现，从而避免了函数模板特化所带来的所有问题（注意：避免专门化功能）模板！）和多个基本功能模板，定义重载，什么不是。同时，它在上下文中创建这些函数，只能通过ADL查找找到它们，这意味着它不会污染其他上下文，从而简化错误消息（或者至少不会使它们进一步复杂化）。

Answer 2

如果您转发声明Bigger，那么您可以限制oper仅适用于Bigger的特化：

// declare template function
template <typename T> class Bigger;
template <typename T> std::ostream & oper (std::ostream &os, const Bigger<T> &);

template <typename T> class Bigger {
    T value;
public:
    Bigger(T init) {value = init;}
    // declare bound template friend functions
    friend std::ostream &oper<> (std::ostream &os, const Bigger &);
};

// define full template functions
template <typename T> std::ostream &oper (std::ostream &os, const Bigger<T> &big) {
    os << big.value;
    return os;
}

这允许您使用oper的模板定义，但只允许单一特化oper<T>成为Bigger<T>的朋友。请注意，语法比David的答案复杂得多 - 这也是我在实践中也是这样做的。

如何将绑定模板友元函数专门化为模板类？

2 个答案: