C++ 模板友元運算符重載

Question

我的代碼有什么問題？

template<int E, int F>
class Float
{
 friend Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

G++ 只是不斷警告：

float.h:7: warning: friend declaration 'Float<E, F> operator+(const Float<E, F>&, const Float<E, F>&)' declares a non-template function

float.h:7: 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

如警告說明中所述，我嘗試add <> after the function name here ，但是 g++ 給了我一個錯誤。

我用 clang++ 編譯了代碼，很好，根本沒有警告。

Answer 1

這只是關於語言的一個棘手方面的警告。 當你聲明一個friend函數時，它不是聲明所在類的成員。為了方便你可以在那里定義它，但它實際上屬於命名空間。

在類模板中聲明一個不是模板的友元函數，仍然在命名空間中聲明了一個非模板函數。 它既不是類的成員，也不是模板。 但是，它是由類模板生成的。

從模板生成非模板函數有點模糊。 例如，您不能在class塊之外為該函數添加聲明。 因此，您也必須在class塊中定義它，這是有道理的，因為類模板會生成它。

關於朋友的另一個棘手的事情是class Float {}中的聲明沒有在命名空間中聲明函數。 您只能通過依賴於參數的含義重載解析來找到它，即指定參數具有Float類型（或引用或指針）。 這對於operator+來說不是問題，因為無論如何它都可能被重載，並且除了用戶定義的類型之外永遠不會調用它。

作為潛在問題的示例，假設您有一個轉換構造函數Float::Float( Bignum const& ) 。 但是Bignum沒有operator+ 。 （對不起，人為的例子。）你想依靠operator+(Float const&, Float const&)來進行Bignum加法。 現在my_bignum + 3將無法編譯，因為這兩個操作數都不是Float因此它找不到friend函數。

或許，您無需擔心，只要所討論的函數是operator 。

或者，您也可以將friend更改為模板。 在這種情況下，它必須在class {}塊之外定義，並在它之前聲明，而不需要在內部聲明和定義。

template<int E, int F> // now this is a template!
Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);

template<int E, int F>
class Float
{
  // deduce arguments E and F - this names operator+< E, F >.
 friend Float<E, F> operator+<> (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

Answer 2

這是一個相當古老的話題，但我認為聲明運算符的最簡單方法是在 Float 類中定義它。

template<int E, int F>
class Float
{
public:
    friend Float operator+ (const Float &lhs, const Float &rhs)
    {
        // Whatever you need to do.
    }
};

語法更容易編寫和理解，並且它的工作方式完全相同（除了它會被內聯），它不會是一個成員函數。

MSDN：在類聲明中定義的友元函數不考慮在封閉類的范圍內； 它們在文件范圍內。

Answer 3

您需要完全按照警告說的做：

template<int E, int F>
Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);

template<int E, int F>
class Float
{
 friend Float<E, F> operator+<> (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

這將運算符模板的完全特化聲明為類模板的特定實例的朋友。 在對問題的評論中，UncleBens 友好地提供 了一個鏈接，解釋了為什么這如此復雜。