C++ 代码中的错误“未定义对运算符 << 的引用”

Question

我编写了一个简单的运算符重载函数，如果我在类中定义它（块注释），它工作正常，但如果在类外定义，则会出错。知道错在哪里吗？

#include<iostream>

using namespace std;


template<class T>
class vector{
    
    int d;
public:
    vector(){
        d = 0;
    }
    vector(T data){
        d = data;
    }
    
    friend void operator << (vector &v, T data);
    /*{
        cout << data << endl;
    }*/
    
};

template<class T>
void operator << (vector<T> &v, T data){
    
    cout <<  data;
}


int main(){
    
    vector<int> v1;
    v1 << 10;
    
    return 0;
}

Answer 1

类模板定义中的这个友元函数声明

friend void operator << (vector &v, T data);

不是一个模板函数（虽然它是一个模板实体，如果它是在类中定义的）。

另一方面，这个声明在类模板定义之外

template<class T>
void operator << (vector<T> &v, T data){
    
    cout <<  data;
}

定义一个模板函数。

要么在类定义中定义友元函数。在这种情况下，编译器将为每个使用的类模板特化生成函数的定义。或者对于每个使用的类特化，您必须自己明确定义（提供）一个单独的非模板友元函数。

这是一个演示程序

#include<iostream>

template<class T>
class vector{
    
    int d;
public:
    vector(){
        d = 0;
    }
    vector(T data){
        d = data;
    }
    
    friend void operator << (vector &v, T data);
    /*{
        cout << data << endl;
    }*/
    
};

template<class T>
void operator << (vector<T> &v, T data)
{    
    std::cout <<  data;
}

void operator << (vector<int> &v, int data)
{    
    std::cout <<  data;
}

int main()
{
    
    vector<int> v1;
    v1 << 10;
    
    return 0;
}

程序输出是

10

程序中有两个重载函数operator <<。第一个是在类定义中声明的友元非模板函数，第二个是不是类友元函数的模板函数。对于 main 中使用的类特化 vector<int>，您必须在类外提供非模板友元函数定义。

或者你可以在类中定义朋友函数。

Answer 2

问题是如何将一个模板添加到其他模板。

没有友谊your code works（你不能访问私处）。

要修复它，您必须为模板添加好友，而不是常规函数。由于您定义的函数是模板友谊声明，因此必须表达这一点。

template<class T>
class vector{
    
    int d;
public:
    ...

    template<typename U>
    friend void operator<<(vector<U> &v, U data);
};

https://godbolt.org/z/oxcojb

题外话：
我个人避免友谊（我不记得在我的代码中使用过它）。你的代码我会做like this。

Answer 3

如果你是using namespace std，然后定义了一个名为 vector 的类，它是 std 命名空间中的一个名称，编译器将不知道要使用哪一个，这将导致未定义的行为，或者我认为。

另外，您收到错误是因为您需要在类中定义该函数，因为您使用的是模板。