模板结构中的Friend运算符会引发重定义错误

Question

考虑以下代码：

template<typename T,typename K>
struct A{

   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, K x) { 
      // Do some output 
      return out; 
   }

};

int main(){
   A<int,int> i;
   A<double,int> j;
}

它不编译，因为A的两个实例化实例化operator<<两次具有相同的签名，所以我收到此错误：

test.cpp:26:25: error: redefinition of ‘std::ostream& operator<<(std::ostream&, int)’
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, K x) { return out; }
                         ^
test.cpp:26:25: error: ‘std::ostream& operator<<(std::ostream&, int)’ previously defined here

如何解决这个问题？ 如果该运算符可能具有两个不同实例的相同签名，那么如何在模板中拥有友元运算符？ 如何在不触发重新定义错误的情况下解决此问题？

Answer 1

我觉得在宣布这样的朋友时没有任何用处，不过这就是你如何做到的：

template<typename T, typename K>
struct A{
  template<typename L>
  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, L const &x);
};

template<typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, T const &x) {
  // ... 
  return out;
}

现场演示

编辑：

另一种选择可能更接近你想要的是：

template<typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, T const &x);

template<typename T, typename K>
struct A{
  friend std::ostream& operator<<<K>(std::ostream& out, K const &x);
};

template<typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, T const &x) { 
  // ...
  return out;
}

现场演示

但是真的不确定你为什么要这样。 恕我直言，你的设计有严重的缺陷。

Answer 2

您的问题以下列方式出错。

假设它是一个存根，你的类有一些私有的东西，它需要声明一个朋友，这样做的目的是朋友是类本身的外部，但可以访问其中的私有。

在您的情况下，您将参数的流功能声明为朋友。 那也行。 这意味着如果有人创建了一个类Bar并且想要定义一个Bar如何流式传输，那么它们的实现可以访问任何类型T A<T,Bar>中的任何内容。

模板与operator<<( ostream&, int)的冲突实际上并不是问题，因为编译器知道要选择哪一个。 它总是会选择非模板化的精确匹配。 你的问题是你有两个模板化的，编译器不能在它们之间进行选择，因为它们都是同等有效的。

也许这样的事情是你真正想要实现的目标

template< typename X, typename Y >
struct A
{
   friend void a_print( std::ostream& Y const & ); // foo external function with Y as parameter, can access this
};

std::ostream & operator<<( std::ostream & out, Bar const& bar )
{
   a_print( out, bar );
   return out;
}

void a_print( Bar const& bar, std::ostream & out )
{
   // implement and call private members of A<Foo, Bar>
   return out;
}

您可以将流模板设为朋友，并使用特定实现实现Bar的流式传输。

Answer 3

将方法分解为基类：

template <typename K>
struct ABase
{
   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, K x) { 
      // Do some output 
      return out; 
   }
};

template <typename T,typename K>
struct A : public ABase<K>
{};

Answer 4

如果要流式传输A对象，则应该使用正确的签名

template<typename T,typename K>
struct A{

   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const A& x) { 
      // Do some output 
      return out; 
   }

};

拿A<T,K>你可以访问私人会员，而不是K

如果没有办法从K获得A（并且如果K是int则不能），使<<(ostream&,K)成为A的朋友没有任何好处。