为 stl 容器重载 operator<<()

Question

我正在尝试为 stl 容器（例如 vector、list、array）重载 operator<<()（即插入器运算符）（即任何支持基于范围的 for 循环并且其 value_type 也operator<<() 有过载）。我写了以下模板函数

template <template <class...> class TT, class ...T>
ostream& operator<<(ostream& out, const TT<T...>& c)
{
    out << "[ ";

    for(auto x : c)
    {
        out << x << " ";
    }

    out << "]";
}

它适用于vector 和list。但是当我尝试为array调用它时会出错

int main()
{
    vector<int> v{1, 2, 3};
    list<double> ld = {1.2, 2.5, 3.3};
    array<int, 3> aa = {1, 2, 3};

    cout << v << endl;  // okay
    cout << ld << endl; // okay
    cout << aa << endl; // error: cannot bind ‘std::ostream {aka std::basic_ostream<char>}’ lvalue to ‘std::basic_ostream<char>&&’
                        // cout << aa << endl;
                        //         ^
}

为什么它不适用于array？ 有什么办法可以解决这个问题吗？

我在互联网上进行了搜索，以查找是否有办法为 stl 容器重载 operator<<()。 我已经阅读了overloading << operator for c++ stl containers 中的答案，但它没有回答我的问题。 Pretty-print C++ STL containers 中的答案对我来说似乎很复杂。

g++ 版本： g++ (Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04.3) 4.8.4

编译命令： g++ -std=c++11

Answer 1

看看template <class...> class TT。此参数用于模板，任何接受任意数量的 type 参数的模板。

现在看看std::array<class T, std::size_t N>。此模板不接受 type 作为第二个参数。它接受一个整数常量。

所以它不能是你定义的模板函数的参数，因此模板参数推导失败。

至于让它工作，最简单的方法是提供一个（模板化的）重载，它只接受std::array。模板参数将是（推导出的）数组参数。

template<typename T, std::size_t N>
ostream& operator<<(ostream& out, std::array<T, N> const& a)
{
    out << "[ ";

    for(auto x : a)
    {
        out << x << " ";
    }

    out << "]";
    return out;
}

Answer 2

您的重载不适用于std::array，因为它与std::array 使用的模板不匹配。与所有其他标准容器不同，std::array 在其模板参数列表中具有非类型模板参数。它被定义为

template<typename T, std::size_t N>
struct array;

这不适用于 template <template <class...> class TT, class ...T>，因为它只使用类型并且不允许使用非类型 std::size_t N 部分。

如果你添加这个重载它应该可以工作

template <class T, std::size_t N>
ostream& operator<<(ostream& out, std::array<T, N>& c)
{
    out << "[ ";

    for(auto x : c)
    {
        out << x << " ";
    }

    out << "]";

    return out;
}

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另请注意，您不会在超载中返回out。这是未定义的行为，因为您告诉编译器您正在返回某些内容但您没有这样做。