如何为类模板定义非成员运算符重载？

Question

我有一个类模板,其构造函数采用std :: chrono :: duration,因为我希望能够使用chrono_literals来构造它.现在,我正在尝试定义非成员运算符重载,但我无法使用持续时间构造函数:

#include <chrono>
#include <iostream>

using namespace std;

template <int n> struct MyClass {
  MyClass() = default;

  template <typename REP, typename PERIOD>
  constexpr MyClass(const std::chrono::duration<REP, PERIOD> &d) noexcept
      : num(d.count()) {}

  int num = n;
};

template <int n> bool operator==(MyClass<n> lhs, MyClass<n> rhs) {
  return lhs.num == rhs.num;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  using namespace std::literals::chrono_literals;

  MyClass<0> m1(10ns);

  if (m1 == 10ns)
    cout << "Yay!" << endl;
  return 0;
}

gcc拒绝我的重载就是这个错误:

main.cpp:34:12: error: no match for ‘operator==’ (operand types are ‘MyClass<0>’ and ‘std::chrono::nanoseconds {aka std::chrono::duration<long int, std::ratio<1l, 1000000000l> >}’)
     if (m1 == 10ns)
         ~~~^~~~~~~
main.cpp:23:6: note: candidate: template<int n> bool operator==(MyClass<n>, MyClass<n>)
 bool operator == (MyClass<n> lhs, MyClass<n> rhs)
      ^~~~~~~~
main.cpp:23:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:34:15: note:   ‘std::chrono::duration<long int, std::ratio<1l, 1000000000l> >’ is not derived from ‘MyClass<n>’
     if (m1 == 10ns)
               ^~~~

有没有办法让这项工作？

Answer 1

更简单的方法是将函数放在类中:

template <int n> struct MyClass {
  MyClass() = default;

  template <typename REP, typename PERIOD>
  constexpr MyClass(const std::chrono::duration<REP, PERIOD> &d) noexcept
      : num(d.count()) {}

    friend bool operator==(MyClass lhs, MyClass rhs) { return lhs.num == rhs.num; }


  int num = n;
};

演示

Answer 2

这不起作用:

if (m1 == 10ns)

因为当我们正在做的查找operator==之间MyClass<0>和std::chrono::duration<???, std::nano>中,我们发现只有运算符是:

template <int n>
bool operator==(MyClass<n> lhs, MyClass<n> rhs);

这不是匹配 - 10ns不适MyClass<n>用于任何n,因此模板推断失败.要编写非成员相等运算符,您需要匹配任何持续时间:

template <int n, class R, class P> bool operator==(MyClass<n>, duration<R,P> );

在两个方向:

template <int n, class R, class P> bool operator==(duration<R,P>, MyClass<n> );

除了您已经拥有的运营商.这会奏效,有时甚至是必要的.

一个更简单的方法是宣称你operator==是非会员朋友,就像Jarod42所说的那样.这个工作的原因是你的非成员函数是一个函数模板,朋友不是.所以查找m1 == 10ns找到函数:

bool operator==(MyClass<0>, MyClass<0>);

10ns是可转换为MyClass<0>,在此上下文中允许,所以这是有效的.转换非常便宜,所以不用担心.而你只需编写一个函数.