如何定義在命名空間的模板上聲明的好友運算符？

Question

我有這樣的課：

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
  //...
  };
}

而且我一直在嘗試分別定義該operator + ，但無法使其正常工作。

我試過了：

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但是我收到“ C2244'operator +'：無法將函數定義與現有聲明匹配”

我試過了：

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但是我收到一個鏈接器錯誤。

我試過了：

namespace N
{
    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    C<Mantissa, Fraction> operator+(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }
}

但是我得到同樣的鏈接器錯誤。

我無法弄清楚問題是什么或如何解決。 operator必須是friend因為它正在訪問private字段（否則，我必須將該字段設置為public字段，如果可以避免的話，我就不想這樣做）。

Answer 1

在類定義內， operator+被聲明為非模板函數，但是您稍后嘗試將其定義為函數模板，它們不匹配。 如果要使其成為功能模板，則可以

namespace N
{
  // forward declaration of the class template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C;
  // forward declaration of the function template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);

  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // the instantiation of operator+ with template parameter of current Mantissa and Fraction becomes friend
    friend C<Mantissa, Fraction> operator + <>(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
    //                                      ~~
  //...
  };
}

// definition of the function template
template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
{
    //...
}

如果要使其成為非模板函數，則只需在類定義中對其進行定義：

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // defined as non-template
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right) {
      //...
    }
  //...
  };
}