如何正确地重载<<操作符为ostream？

Question

我正在用C++编写一个小矩阵库来进行矩阵运算.然而,我的编译器抱怨,在它之前没有.这个代码留在架子上6个月,在我之间我将我的计算机从debian etch升级到lenny(g ++(Debian 4.3.2-1.1)4.3.2)然而我在具有相同g ++的Ubuntu系统上遇到了同样的问题.

这是我的矩阵类的相关部分:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

        friend std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Matrix& matrix);
    }
}

而"实施":

using namespace Math;

std::ostream& Matrix::operator <<(std::ostream& stream, const Matrix& matrix) {

    [...]

}

这是编译器给出的错误:

matrix.cpp:459:错误:'std :: ostream&Math :: Matrix :: operator <<(std :: ostream&,const Math :: Matrix&)'必须只取一个参数

我对这个错误感到有些困惑,但是在6个月里做了大量的Java后,我的C++又变得有点生疏了.:-)

Answer 1

只是告诉你另一种可能性:我喜欢使用朋友定义:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

        friend std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Matrix& matrix) {
            [...]
        }
    };
}

该函数将自动定位到周围的命名空间Math(即使它的定义出现在该类的范围内),但除非您使用Matrix对象调用operator <<这将使参数相关的查找找到该操作符定义,否则将不可见.这有时可以帮助进行模糊调用,因为除了Matrix之外的参数类型它是不可见的.在编写其定义时,您还可以直接引用Matrix和Matrix本身定义的名称,而无需使用一些可能长的前缀限定名称并提供类似的模板参数Math::Matrix<TypeA, N>.

Answer 2

你已宣布你的职能为friend.它不是班上的成员.您应该Matrix::从实现中删除.friend表示指定的函数(不是该类的成员)可以访问私有成员变量.实现该函数的方式就像一个Matrix类的实例方法,这是错误的.

Answer 3

要添加到Mehrdad的答案,

namespace Math
{
    class Matrix
    {
       public:

       [...]


    }   
    std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Math::Matrix& matrix);
}

在您的实施中

std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, 
                     const Math::Matrix& matrix) {
    matrix.print(stream); //assuming you define print for matrix 
    return stream;
 }

Answer 4

假设我们谈论过载operator <<对源自所有类std::ostream来处理Matrix类(而不是重载<<为Matrix类),它更有意义的声明在标题中数学命名空间外的过载功能.

仅当通过公共接口无法实现功能时才使用友元功能.

Matrix.h

namespace Math { 
    class Matrix { 
        //...
    };  
}
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Math::Matrix&);

请注意,运算符重载是在命名空间之外声明的.

Matrix.cpp

using namespace Math;
using namespace std;

ostream& operator<< (ostream& os, const Matrix& obj) {
    os << obj.getXYZ() << obj.getABC() << '\n';
    return os;
}

另一方面,如果您的过载功能确实需要成为朋友,即需要访问私人和受保护的成员.

MATH.H

namespace Math {
    class Matrix {
        public:
            friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Matrix&);
    };
}

您需要使用命名空间块而不是仅包含函数定义using namespace Math;.

Matrix.cpp

using namespace Math;
using namespace std;

namespace Math {
    ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix& obj) {
        os << obj.XYZ << obj.ABC << '\n';
        return os;
    }                 
}

Answer 5

在C++ 14中,您可以使用以下模板打印任何具有T :: print(std :: ostream&)const的对象; 会员.

template<class T>
auto operator<<(std::ostream& os, const T& t) -> decltype(t.print(os), os) 
{ 
    t.print(os); 
    return os; 
}