C++ 模板友元运算符重载

Question

我的代码有什么问题？

template<int E, int F>
class Float
{
 friend Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

G++ 只是不断警告：

float.h:7: warning: friend declaration ‘Float<E, F> operator+(const Float<E, F>&, const Float<E, F>&)’ declares a non-template function

float.h:7: warning: (if this is not what you intended, make sure the function template has already been declared and add <> after the function name here) -Wno-non-template-friend disables this warning

我尝试add <> after the function name here，如警告说明中所述，但 g++ 给了我一个错误。

我用clang++编译了代码，很好，一点警告都没有。

Answer 1

这只是对语言的一个棘手方面的警告。当你声明一个friend函数时，它不是声明所在类的成员。你可以在那里定义它为方便起见，但它实际上属于命名空间。

在类模板中声明一个不是模板的友元函数，仍然在命名空间中声明一个非模板函数。它既不是类的成员，也不是模板。但是，它是由类模板生成的。

从模板生成非模板函数有点模糊。例如，您不能在class 块之外添加该函数的声明。因此，您也必须在 class 块内定义它，这是有道理的，因为类模板会生成它。

关于朋友的另一个棘手的事情是class Float {} 内部的声明没有在命名空间中声明函数。您只能通过依赖于参数的含义重载解析来找到它，即指定一个参数的类型为Float（或引用或指针）。这对operator+ 来说不是问题，因为它很可能会被重载，并且除了用户定义的类型之外永远不会被调用。

举一个潜在问题的例子，假设您有一个转换构造函数Float::Float( Bignum const& )。但是Bignum 没有operator+。 （对不起，人为的例子。）您想依靠operator+(Float const&, Float const&) 来添加Bignum。现在my_bignum + 3 将无法编译，因为两个操作数都不是Float，所以它找不到friend 函数。

或许，您无需担心，只要有问题的函数是 operator。

或者，您也可以将friend 更改为模板。在这种情况下，它必须在class {} 块外部定义，并在它之前声明，而不是需要在内部声明和定义。

template<int E, int F> // now this is a template!
Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);

template<int E, int F>
class Float
{
  // deduce arguments E and F - this names operator+< E, F >.
 friend Float<E, F> operator+<> (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

Answer 2

这是一个相当古老的话题，但我认为声明运算符的最简单方法是在 Float 类中定义它。

template<int E, int F>
class Float
{
public:
    friend Float operator+ (const Float &lhs, const Float &rhs)
    {
        // Whatever you need to do.
    }
};

语法更容易编写和理解，并且工作方式完全相同（除了它会被内联），它不会是成员函数。

MSDN：在类声明中定义的友元函数不在封闭类的范围内；它们在文件范围内。

Answer 3

你需要完全按照警告说的去做：

template<int E, int F>
Float<E, F> operator+ (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);

template<int E, int F>
class Float
{
 friend Float<E, F> operator+<> (const Float<E, F> &lhs, const Float<E, F> &rhs);
};

这声明了运算符模板的完全特化，它是类模板的特定实例的朋友。在对 UncleBens 问题的评论中，请提供a link to an explanation 为什么这如此复杂。