类中 C++ 运算符重载的语法

Question

背景

我正在从这门课程中自学 C++ 。我正在尝试使用友元函数（作业 4.2）重载类中的运算符。

编辑

链接的问题没有回答我的问题。该问题的公认解决方案提供了一种在 header + cpp 文件中实现模板的方法（并非全部在同一个文件中）。

事实上，我已经咨询了这个问题，以部分地提出我的情况。

我的尝试

使用方法 2，我几乎可以让我的代码工作（请参阅神秘的错误消息）。事实证明我缺少一个<>. （解决方案手册）。

我试过谷歌搜索，但没有其他人有这种情况

1. 朋友功能，
2. 运算符重载，以及
3. 在模板类中

同时。

我的理由

不应使用类公共函数进行运算符重载，因为调用该函数的对象将被隐式传递，占用一个函数参数。让重载运算符对称（在用法和定义上）是更好的代码风格。

的用法friend是由讲义建议的。

题

1. 为什么<>需要？
2. 在模板化类中进行运算符重载是否有更好的方法？
3. （可选）如何理解错误消息？

谢谢你。

代码

堆栈.h

#include <iostream>
#include <vector>
using std::cout;
using std::vector;

template <typename T>
class Stack;

template <typename T>
Stack<T> operator+(Stack<T> a, Stack<T> b);

template <typename T>
class Stack { // use default constructors and destructors
private:
    vector<T> s;
public:
    bool empty();
    void push(const T &item);
    T& top();
    void pop();
    friend Stack<T> operator+(Stack<T> a, Stack<T> b); // need operator+<>
};

堆栈文件

#include <iostream>
#include <vector>
using std::cout;
#include "stack.h"

template <typename T>
bool Stack<T>::empty() {
    return s.empty();
}

template <typename T>
void Stack<T>::push(const T &item) {
    s.push_back(item);
}

template <typename T>
T& Stack<T>::top() {
    return s.back();
}

template <typename T>
void Stack<T>::pop() {
    s.pop_back();
}

template <typename T>
Stack<T> operator+(Stack<T> a, Stack<T> b) {
    Stack<T> temp;
    while (!b.empty()) {
        temp.push(b.top()); 
        b.pop();
    }
    while (!a.empty()) {
        temp.push(a.top());
        a.pop();
    }
    Stack<T> c;
    while (!temp.empty()) {
        c.push(temp.top());
        temp.pop();
    }
    return c;
}

int main() {
    Stack<int> a, b;
    a.push(1);
    a.push(2);
    b.push(3);
    b.push(4);
    Stack<int> c = a + b;
    cout << c.top() << "\n";

    return 0;
}

错误信息

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "operator+(Stack<int>, Stack<int>)", referenced from:
      _main in stack-d2f02a.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1

Answer 1

您需要添加<>(或<T>) 以使友元声明引用声明的运算符模板。没有那个朋友声明将声明一个非模板operator+未定义，这就是您收到链接器错误的原因。

顺便说一句：您还可以像这样明确指定模板参数

// refers to the instantiation of template operator+ for T 
friend Stack<T> operator+<T>(Stack<T> a, Stack<T> b);
//                       ^^^

当使用<>模板参数时T会从函数参数中推导出来，并具有相同的效果。

// refers to the instantiation of template operator+ for T 
// T is deduced from function parameters
friend Stack<T> operator+<>(Stack<T> a, Stack<T> b);
//                       ^^