类模板的友元函数的显式特化

Question

我正在阅读 litb 对问题 here 的回答，其中详细介绍了如何创建类模板的专用友元函数。

我试图创建一个符合他建议的示例（代码在末尾​​em>）：

// use '<>' to specialize the function template with the class template's type
friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const foo<T>& f)

这会导致编译器错误：

error: defining explicit specialization ‘operator<< <>’ in friend declaration

在特化中显式声明模板参数也不起作用：

friend std::ostream& operator<< <T>(std::ostream& os, const foo<T>& f) // same error

另一方面，从使用特化改为使用朋友函数模板而不是确实工作：

template<typename U>
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const foo<U>& f) // this works

所以我的问题是：

• 是什么导致了第一个错误？
• 如何将ostream operator 显式特化为周围的类模板特化？

示例代码如下：

#include <iostream>

// fwd declarations
template<typename T> struct foo;
template<typename T> std::ostream& operator<<(std::ostream&, const foo<T>&);

template<typename T>
struct foo
{
    foo(T val)
        : _val(val)
    {}

    friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const foo<T>& f) // error line
    //template<typename U>
    //friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const foo<U>& f) // this works
    {
        return os << "val=" << f._val;
    }

    T _val;
};


int main()
{
    foo<std::string> f("hello world");
    std::cout << f << std::endl;
    exit(0);
}

Answer 1

在 litb 的示例中，他只是将专业化声明为班级中的朋友。他没有定义专业化，这就是您的代码正在做的事情。不允许在类声明（或任何非命名空间范围）中定义特化。

你需要的是这样的：

template <class T>
class foo;

template<class T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const foo<T>& f)
{
    return os << "val=" << f._val;
}

template<typename T> 
struct foo
{
    // ...
private:
    friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const foo<T>& f);
    T _val;
};

Answer 2

你有两个选择：

删除 fwd 声明并定义类中的所有内容。

示例

template <typename U>
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const foo<U>& f) // this works
{
    return os << "val=" << f._val;
}

在类之外定义友元函数。

示例

template<typename T> struct foo;
template<typename T> std::ostream& operator<<(std::ostream&, const foo<T>&);

template<typename T>
struct foo
{
    foo(T val)
        : _val(val)
    {}

    friend std::ostream& operator<< <>(std::ostream& os, const foo<T>& f);

    T _val;
};

template <typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const foo<T>& f)
{
       return os << "val=" << f._val;
}