尝试重载<<运算符并使用Friend函数时发生错误

Question

我试图重载<<运算符，并使用朋友功能。 下面的代码块工作正常。

template <class T>
class Mystack{
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d)
    {
        d.print(s);
        return s;
    } 
};

由于它是朋友函数，我显然希望在类之外定义它而不使用范围解析运算符。 但是当我尝试时，我得到了错误。

template <class T>
class Mystack{
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d); 
};
template <class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d)
{
    d.print(s);
    return s;
}

以下是main的代码段

Mystack<int> intstack;
std::cout << intstack;

错误 ：外部符号未解析。

PS：它不是完整的运行代码。 只是一个样本。 请忍受。

Answer 1

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d);

声明非模板operator<<函数并与之成为朋友。 因此Mystack<int>将具有一个非模板函数std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<int> const& d);作为其朋友std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<int> const& d); 等

template<class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d)
{
    d.print(s);
    return s;
}

定义一个operator<<功能模板。

两者不一样。 当你写std::cout << intstack; ，重载解析规则会将其解析为您声明的非模板operator<<函数，但未定义该函数，因此会出现链接器错误。

无法为类模板之外的每个类模板实例化定义非模板函数。 但是，您可以成为您的operator<<功能模板的专业人士的朋友：

// forward declarations
template <class T>
class Mystack;
template <class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<T> const& d);

template <class T>
class Mystack
{
    friend std::ostream& operator<< <T>(std::ostream& s, Mystack<T> const& d); 
//                                  ^^^
};

或与功能模板的每个专业化做朋友，这从封装的角度来看更糟（因为，例如， operator<< <int>将是Mystack<float>的朋友）：

template <class T>
class Mystack
{
public:
    template <class U>
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, Mystack<U> const& d);
};

或者只是在类中定义friend函数。