模板类中的朋友操作员声明

Question

我有一个很好的问题，在模板类中声明的友元运算符和类的显式实例化，如下所示：

template<class T>
class IneqCmp{
    friend bool operator!=(T a, T b){
        return !(a==b);
    }
};

struct IntCont{
    int x;
    bool operator==(IntCont that) const{
        return x==that.x;
    }
};
template class IneqCmp<IntCont>;
int main(){
    IntCont a{1}, b{2};
    while(a!=b);
}

我认为operator！=（IntCont，IntCont）应该在IneqCmp <IntCont>的实例化时实例化，但事实并非如此。 为什么？

Answer 1

上面代码的问题不在于是否定义了operator!= ，而是查找^*永远不会找到它。

当你将一个函数声明为一个类的朋友时，声明是奇怪的 ，因为它声明了一个名称空间级函数，但它的声明只能通过封闭类型的ADL来获得。 因为你的operator!=不将IneqComp作为两个参数中的任何一个，所以实际上不可能通过查找来查找。

如果你想要做的是提供operator!=的默认实现operator!=可用于一组类型，你可以用不同的方式解决问题。

首先，您可以使用继承将IneqCmp添加到ADL集：

struct IntCont : IneqCmp<IntCont> {
   // ...
};

因为ADL在参数的类中查找，也在基类中查找，这将有效地触发IneqCmp<IntCont>查找，并且将查找friend声明，从而找到自由函数。

另一种方法是添加一个名称空间，其中将定义泛型operator!= （否则将无法找到）和tag类型。 然后从该标记继承：

namespace inequality_comparable {
   struct tag {};
   template <typename T>
   bool operator!=( T const & a, T const & b ) {
      return !(a==b);
   }
}
struct IntCont : inequality_comparable::tag {
};
bool operator==( IntCont const & a, IntCont const & b ) {
   return ...;
}
int main() {
    IntCont a,b;
    std::cout << a != b << "\n";
}

这里的技巧是因为inequality_comparable::tag是你的类型的基础，它会将名称空间inequality_comparable添加到lookup中。 当编译器在main遇到a != b时，它将尝试使用在当前作用域中定义的operator!=类IntCont及其基础以及定义IntCont及其基数的命名空间。

---

^*如果要验证操作符实际已生成，请尝试添加它：

bool operator!=(IntCont a, IntCont b){
    return !(a==b);
}

如果由于IneqCmp的实例化而定义了运算符，则会触发编译器错误。 或者，您可以编译并检查生成的符号文件。