重载朋友运算符＆lt;＆lt;用于模板类

Question

我现在已经在StackOverflow.com上阅读了几个关于我的问题的问题，但似乎没有解决我的问题。或者我可能做错了...... 如果我将其设置为内联函数，则重载的<<可以正常工作。但是我如何让它在我的案例中发挥作用呢？

  

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

代码：

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;
}

Answer 1

这是常见问题之一，这些问题有不同的方法相似但不完全相同。这三种方法的不同之处在于您宣布成为您职能的朋友 - 然后是您如何实施它。

外向

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

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
}

内向的人

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

这可以通过两种方式完成，简单的方式是@Emery Berger提出的，它是内联运算符 - 出于其他原因，这也是一个好主意：

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，您不创建模板operator<<，而是为Test模板的每个实例化创建一个非模板化函数。同样，差异很微妙，但这基本上等同于在实例化std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test<int>& )时手动添加：Test<int>，以及使用Test实例化double时的另一个类似重载，或者任何其他类型。

第三个版本更麻烦。如果没有内联代码，并且使用模板，您可以将模板的单个实例化声明为您的类的朋友，而无需打开所有其他实例化：

// 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

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。 extrovert 版本中滥用的一个例子是想要访问您的内部的人并执行此操作：

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...
   }
}

Answer 2

您不能声明这样的朋友，您需要为其指定不同的模板类型。

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

注意SclassT，以便它不会影响classT。定义时

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

Answer 3

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;
}

Answer 4

你走了：

#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;
}

Answer 5

我认为你不应该首先交朋友。

你可以创建一个公共方法调用print，就像这样（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（但在相同的命名空间中）

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

我认为它也适用于模板类，但我还没有测试过。