为命名空间中的类模板重载Output运算符

Question

我有这个程序

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std ;

#if 0
namespace skg 
{
 template <class T>
  struct Triplet ;
}

template <class T>
ostream& operator<< (ostream& os, const skg::Triplet<T>& p_t) ;
#endif

namespace skg
{
 template <class T>
  struct Triplet
  {
 //  friend ostream& ::operator<< <> (ostream& os, const Triplet<T>& p_t) ;

   private:
   T x, y, z ;

   public:
   Triplet (const T& p_x, const T& p_y, const T& p_z)
    : x(p_x), y(p_y), z(p_z) { }
  } ;
}

template <class T>
ostream& operator<< (ostream& os, const skg::Triplet<T>& p_t)
{
 os << '(' << p_t.x << ',' << p_t.y << ',' << p_t.z << ')' ;
 return os ;
}

namespace {
 void printVector()
 {
  typedef skg::Triplet<int> IntTriplet ;

  vector< IntTriplet > vti ;
  vti.push_back (IntTriplet (1, 2, 3)) ;
  vti.push_back (IntTriplet (5, 5, 66)) ;

  copy (vti.begin(), vti.end(), ostream_iterator<IntTriplet> (cout, "\n")) ;
 }
}
int main (void)
{
 printVector() ;
}

编译失败,因为编译器找不到skg :: Triplet的任何输出运算符.但是输出运算符确实存在.

如果我将Triplet从skg命名空间移动到全局命名空间,一切正常.这有什么不对？

Answer 1

您需要将您的实现移动operator<<到与您的类相同的命名空间中.它正在寻找:

ostream& operator<< (ostream& os, const skg::Triplet<T>& p_t)

但由于参数依赖查找(ADL)的短缺,因此无法找到它.ADL意味着当你调用一个自由函数时,它会在它的参数的名称空间中查找该函数.这与我们可以做的原因相同:

std::cout << "Hello" << std::endl;

即使operator<<(std::ostream&, const char*)在std命名空间中.对于您的调用,这些名称空间是std和skg.

它会在两者中找到,而不是找到一个skg(因为你的是在全球范围内),然后查看std.它会看到可能性(所有正常情况operator<<),但这些都不匹配.因为运行的代码(代码ostream_iterator)在命名空间中std,所以对全局命名空间的访问完全消失了.

通过将运算符放在同一名称空间中,ADL可以正常工作.Herb Sutter在一篇文章中讨论了这个问题:"一个适度的提案:修复ADL"..(PDF).事实上,这是文章的一个片段(展示了一个缺点):

// Example 2.4
//
// In some library header:
//
namespace N { class C {}; }
int operator+( int i, N::C ) { return i+1; }

// A mainline to exercise it:
//
#include <numeric>
int main() {
    N::C a[10];
    std::accumulate( a, a+10, 0 ); // legal? not specified by the standard
}

你有同样的情况.

Sutter和&Alexandrescu 撰写的"C++编码标准"一书有一个有用的指导原则:

57. 将类型及其非成员函数接口保留在同一名称空间中.

跟着它,你和ADL会很开心.我推荐这本书,即使你不能得到一本至少阅读我上面链接的PDF; 它包含您应该需要的相关信息.

请注意,移动运算符后,您将需要您的friend指令(因此您可以访问私有变量):

template <typename U>
friend ostream& operator<< (ostream& os, const Triplet<U>& p_t);

和ta-da!固定.