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c++ - 模板类的友元运算符<<，带有附加的默认模板参数

问题描述

在下面的代码中，A是一个模板类，取决于一个非类型bool type参数。operator<<为A<true>和定义了一个朋友A<false>。operator<<还取决于另一个 bool 模板参数。

#include <ostream>
#include <iostream>
#include <type_traits>

template <bool type>
class A;

template <>
class A<true> {
    int m_x;
public:
    A(int x) : m_x{x} { }
    template <bool d, bool type>
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
};

template <>
class A<false> {
    int m_y;
public:
    A(int y) : m_y{y} { }
    template <bool d, bool type>
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
};

template <bool d, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a)
{
    if constexpr (type) {
        os << "m_x = " << a.m_x << std::endl;
        if constexpr (d) { os << "2m_x = " << a.m_x << std::endl; }
    }
    else {
        os << "m_y = " << a.m_y << std::endl;
        if constexpr (d) { os << "2m_y = " << a.m_y << std::endl; }
    }
    return os;
}


int main()
{
    A<true> atrue{2};
    A<false> afalse{3};

    operator<< <true>(std::cout, atrue);
    operator<< <false>(std::cout, atrue);

    operator<< <true>(std::cout, afalse);
    operator<< <false>(std::cout, afalse);

    return 0;
}

在 Coliru上现场观看。

现在，我想给出一个模板参数d的默认值operator<<，d=false比如这个语句

std::cout << atrue;

相当于

operator<< <false>(std::cout, atrue);

因为bool d采用默认值d=false并bool type从 的第二个参数推导出来operator<<。

有允许这样做的语法吗？

如果我在朋友声明中插入默认参数

template <bool d = false, bool type>
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);

我得到一个编译错误：

main.cpp:14:71: 错误：默认模板参数不能在模板友元声明中使用

如果我在代码中插入默认参数operator<<

template <bool d = false, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a)
{
...

再次它不会编译给出错误

main.cpp:27:15：错误：重新声明朋友'模板 std::ostream& operator<<(std::ostream&, const A&)' 可能没有默认模板参数

27 | std::ostream& 运算符<<(std::ostream& os, const A& a)

main.cpp:14:26: 注意：'template std::ostream& operator<<(std::ostream&, const A&)' 之前在这里声明

14 | 朋友 std::ostream& 运算符<<(std::ostream& os, const A& a);

标签： c++templatesoperator-overloadingfriend

解决方案

好的，实际上解决方案相对容易。在类特化之前添加模板声明就足够了operator<<：

template <bool type>
class A;

template <bool d = false, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
....

这样，friend里面的声明A<type>不会operator<<首先声明，而只是声明它是一个friend. 可以在此处检查一个工作示例。

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