在可变参数模板中重载朋友ostream运算符[重复]

Question

我正在尝试将 iostream 运算符实现为可变参数类模板的友元函数。

#include <utility>
#include <iostream>

template<typename... Args>
class StudentInformation {
public:
    //friend class Student;
    using Members = std::tuple<Args...>;
    Members members;

    const size_t numArgs{ sizeof...(Args) };

    StudentInformation( Args&&... args ) : members{ std::make_tuple<Args...>( std::move( args )... ) } {}


    const StudentInformation<Args...>& operator() ( Args... args ) {
        members = std::make_tuple<Args>( std::forward<Args>( args )... );
        return *this;
    }

    const StudentInformation<Args...> operator() ( Args... args ) const {
        members = std::make_tuple<Args>( std::forward<Args>( args )... );
        return *this;
    }


    friend std::ostream& operator<< ( std::ostream& out, const StudentInformation& c );
    friend std::istream& operator>> ( std::istream& in, StudentInformation& c );
};

template<typename... T>
std::ostream& operator<<( std::ostream& out, const StudentInformation<T...>& c ) {
    const size_t numArgs = c.numArgs;
    for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
        out << std::get<idx>( c.members ) << " ";
    return out;
}

template<typename... T>
std::istream& operator>>( std::istream& in, StudentInformation<T...>& c ) {
    const size_t numArgs = c.numArgs;
    for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
        in >> std::get<idx>( c.members );
    return in;
}

由于某种原因，我仍然收到链接器错误。即使在标头中定义了重载，我仍然会收到链接器错误，就好像它们是在 cpp 文件中定义的一样。有什么想法吗？

---

即使我尝试这种方法：首先声明类的原型，然后声明重载运算符的原型，然后声明类，然后定义友元重载运算符：

#include <utility>
#include <iostream>

template<typename... Args>
class StudentInfo;

template<typename... Args>
std::ostream& operator<<( std::ostream& out, const StudentInfo<Args...>& c );

template<typename... Args>
std::istream& operator>>( std::istream& in, StudentInfo<Args...>& c );

template<typename... Args>
class StudentInfo {
public:
    //friend class Student;
    using Members = std::tuple<Args...>;
    Members members;

    const size_t numArgs{ sizeof...(Args) };

    StudentInfo( Args&&... args ) : members{ std::make_tuple<Args...>( std::move( args )... ) } {}


    const StudentInfo<Args...>& operator() ( Args... args ) {
        members = std::make_tuple<Args>( std::forward<Args>( args )... );
        return *this;
    }

    const StudentInfo<Args...> operator() ( Args... args ) const {
        members = std::make_tuple<Args>( std::forward<Args>( args )... );
        return *this;
    }


    friend std::ostream& operator<< ( std::ostream& out, const StudentInfo& c );
    friend std::istream& operator>> ( std::istream& in, StudentInfo& c );
};

template<typename... T>
std::ostream& operator<<( std::ostream& out, const StudentInfo<T...>& c ) {
    const size_t numArgs = c.numArgs;
    for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
        out << std::get<idx>( c.members ) << " ";
    return out;
}

template<typename... T>
std::istream& operator>>( std::istream& in, StudentInfo<T...>& c ) {
    const size_t numArgs = c.numArgs;
    for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
        in >> std::get<idx>( c.members );
    return in;
}

我仍然收到链接器错误。我可以让这些成为课堂的一部分；但我不想要这种行为。我希望它们在课堂之外定义。按照目前的情况；现在类中的所有内容都是公开的，仅用于测试，但一旦该类按预期工作；其中的所有内容都是私有的，因为这个类将成为另一个类的朋友；拥有类将可以访问其所有私有信息。我不知道如何绕过或解决此链接器错误问题。

1>main.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > & __cdecl operator<<(class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> > &,class StudentInfo<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >,class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >,int,class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >,class std::vector<int,class std::allocator<int> > > const &)" (??6@YAAAV?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@std@@AAV01@ABV?$StudentInfo@V?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@V12@HV12@V?$vector@HV?$allocator@H@std@@@2@@@@Z) referenced in function _main

Answer 1

这是经典。

当你编译main()（比如在“main.cpp”中）时，你有

std::cout << studentA << '\n';

其中studentA 是StudentInformation<std::string, std::string, int, std::string, std::vector<int>>。

因此编译器准备了一个中间文件，该文件要求（调用）operator<<() for StudentInformation<std::string, std::string, int, std::string, std::vector<int>>。

operator<<() 应该通过编译另一个 cpp 文件来实现，比如“operators.cpp”。

但是编译“operator.cpp”时，编译器不知道StudentInformation<std::string, std::string, int, std::string, std::vector<int>> 需要一个operator<<()。所以没有实现。

链接器接收编译“main.cpp”和“operators.cpp”产生的中间文件；在第一个中找到对operator<<() 的StudentInformation<std::string, std::string, int, std::string, std::vector<int>> 的调用，但没有找到实现：链接器错误。

这是因为最好在头文件中定义模板类（和相应的模板友元运算符），而不是在 cpp 文件中。

奖金错误。

此代码在operator<<()

for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
    out << std::get<idx>( c.members) << " ";

这个代码在operator>>()

for( size_t idx = 0; idx < numArgs; idx++ )
    in >> std::get<idx>( c.members);

显然是错误的，因为std::get() 对于模板参数需要一个编译时知道的值，而idx 显然在编译时不知道。