命名空间中模板运算符的重载解决方案

Question

在输入命名空间时，我遇到了模板运算符重载的问题。考虑添加数组：

// overloads.hpp
#include <array>

namespace mylib {

template <size_t N>
using DoubleArray = std::array<double,N>;

template <size_t N>
DoubleArray<N> operator+( const DoubleArray<N>& lhs, const DoubleArray<N>& rhs ) {return DoubleArray<N>();}

}

在namespace mylib 中进行测试可以正常工作。

// test.cpp
#include "overloads.hpp"

namespace mylib {

void test()
{
    DoubleArray<3> a({1.0,0.0,0.0});
    DoubleArray<3> b({0.0,1.0,0.0});
    DoubleArray<3> c(a+b);                        // <-- ok
}

}

现在假设我在命名空间mylib::mysublib 中有一个Complex 类，它有自己的operator+ 和来自DoubleArray 的构造函数（这个构造函数必须是显式的以防止隐式转换）：

// nested.cpp
#include "overloads.hpp"

namespace mylib {
    namespace mysublib {

        struct Complex
        {
            Complex() {};
            explicit Complex( const DoubleArray<2>& components );

            DoubleArray<2> _components;
        };

        Complex operator+(const Complex& rhs, const Complex& lhs) {return Complex();}



        void testNested()
        {
            DoubleArray<2> a({1.0,0.0});
            DoubleArray<2> b({0.0,1.0});
            DoubleArray<2> c(a+b);                        // <-- no match for ‘operator+’
            DoubleArray<2> d( mylib::operator+(a,b) );    // <-- ok
        }

    }
}

错误信息：

error: no match for ‘operator+’ (operand types are ‘mylib::DoubleArray<2> {aka std::array<double, 2>}’ and ‘mylib::DoubleArray<2> {aka std::array<double, 2>}’)
     DoubleArray<2> c(a+b);                        // <-- no match for ‘operator+’

为什么从嵌套命名空间调用时找不到重载的运算符？重载的全部意义（在这个例子中）将是一个干净的语法。关于如何使其工作的任何想法，或者是否有可能？

Answer 1

Complex的operator+可以在Complex中声明为friend函数，不会污染全局命名空间。您的示例应在以下更改后编译。

struct Complex {
  Complex(){};
  explicit Complex(const DoubleArray<2>& components);

  DoubleArray<2> _components;

  friend Complex operator+(const Complex& rhs, const Complex& lhs) { return Complex(); }
};

根据C++ standard working draft N4140，

如果在相同范围内为单个名称指定了两个或多个不同的声明，则称该名称为重载。

在您的情况下，两个 operator+ 函数在不同的命名空间中声明，因此不符合重载决议的条件。

当编译器找到第一个匹配 Complex operator+(const Complex& rhs, const Complex& lhs) 时，DoubleArray 不能隐式转换为 Complex。因此，您得到了no match for ‘operator+’ 错误。

Answer 2

将您的第三个代码替换为

namespace mylib {
    namespace mysublib {


        struct Complex
        {
            Complex() {};
            explicit Complex( const DoubleArray<2>& components );

            DoubleArray<2> _components;
        };

        //Complex operator+(const Complex& rhs, const Complex& lhs) {return Complex();}



        void testNested()
        {
            DoubleArray<2> a({1.0,0.0});
            DoubleArray<2> b({0.0,1.0});
            DoubleArray<2> c(a+b);                        // <-- no match for ‘operator+’
            DoubleArray<2> d( mylib::operator+(a,b) );    // <-- ok
        }

    }
}

，然后它编译。

Complex operator+(const Complex& rhs, const Complex& lhs) {return Complex();} 的定义隐藏了意图操作符