使用 std::copy 时，向量上的 ostream 重载会引发错误

Question

我想知道为什么以下编译失败：

#include <vector>
#include <ostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <iostream>

template <template <typename...> class Container, class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& oss, const Container<T>& c) {
    oss << "[";
    std::copy(std::cbegin(c), std::prev(std::cend(c)), std::ostream_iterator<T>(oss, ","));
    return oss << (*std::crbegin(c)) << "]";
}

auto main() -> int {
    std::vector<std::vector<unsigned>> data(5);
    std::cout << data << std::endl;
    return 0;
}

http://coliru.stacked-crooked.com/a/431617423f92ba4e

当我执行以下一个时，它编译得很好：

• 删除带有std::copy 的行
• 将向量更改为一维向量（例如std::vector<unsigned> data(5)）。

导致错误的std::copy 是什么？

---

使用 clion 进行调试，这是在 crbegin 行中打印的嵌套向量的类型：

Answer 1

因为您的operator<< 对std 实体不可见。

注意std::ostream_iterator<T>输出值as if through operator<<，并根据[temp.dep.res]/1：

在解析依赖名称时，来自以下来源的名称是 考虑：

• 在模板定义处可见的声明。
• 来自与函数参数类型关联的命名空间的声明都来自实例化上下文 ([temp.point]) 并从定义上下文中。

...您的operator<< 在std::ostream_iterator<T> 的定义点和命名空间std 中都不可见，因此std::ostream_iterator<T> 中使用的operator<< 无法正确解析。

Answer 2

这里有一个实验可以引导你找到答案：

#include <vector>
#include <ostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <iostream>

namespace std {
template <template <typename...> class Container, class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& oss, const Container<T>& c) {
    oss << "[";
    std::copy(std::cbegin(c), std::prev(std::cend(c)), std::ostream_iterator<T>(oss, ","));
    return oss << (*std::crbegin(c)) << "]";
}
}

int main() {
    std::vector<unsigned> t{ 1, 2, 3 };
    std::vector<std::vector<unsigned>> data(5, t);
    std::cout << data << std::endl;
    return 0;
}

旁注：不定义t，它会编译（即，你的operator<<会在需要时找到），但如果你尝试运行它，它会崩溃——尝试使用std::prev(std::cend(c)) on空容器不会有好的结局。

当然，这确实违反了标准的要求（不允许像这样在命名空间 std 内定义 operator<<），但至少对于典型的编译器，现在可以找到名称，以便编译代码。

Answer 3

您的operator<< 对std::ostream_iterator 不可见，因此它无法在输入容器的元素上调用您的operator<<。只需使用手动循环，它就会按预期工作。

另外，std::prev(std::cend(c)) 和 *(c.crbegin()) 在容器为空时未定义，因此请注意这一点。

此外，std::vector（与大多数其他标准容器一样）具有多个模板参数，因此请在操作员的模板参数中使用 typename... Ts 而不是 class T。

试试这个：

#include <vector>
#include <iterator>
#include <iostream>

template < template<typename...> class Container, typename... Ts>
std::ostream& operator<<(std::ostream& oss, const Container<Ts...>& c) {
    oss << "[";
    if (!c.empty()) { // use std::empty() in C++17 and later
        auto last = std::prev(std::cend(c));
        /*
        using value_type = typename Container<Ts...>::value_type;
        std::copy(std::cbegin(c), last, std::ostream_iterator<value_type>(oss, ","));
        */
        for(auto iter = std::cbegin(c); iter != last; ++iter) 
            oss << *iter << ",";
        oss << *last;
    }
    return oss << "]";
}

int main() {
    std::vector<std::vector<unsigned>> data(5);
    std::cout << data << std::endl;
    return 0;
}

输出

[[],[],[],[],[]]

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