在模板链表中使用友元函数时链接错误答案

【问题标题】：Link error when using friend function in template linkedlist在模板链表中使用友元函数时链接错误
【发布时间】：2011-12-17 14:49:28
【问题描述】：

我编写了一个模板链表（在 .h 文件中），但出现链接错误。

template <typename T>
class LinkedList
{
private:
    Node<T>* head;
    Node<T>* tail;
    int size;

public:
    LinkedList();
    ~LinkedList();
    inline T* Front() {return &(this->head);};
    inline const T* Front() const {return (const T*)this->head;};
    void InsertFirst(const T&);
    void InsertLast(const T&);
    void RemoveFirst();
    void RemoveLast ();
    void RemoveItem (const T&);
    void Sort();
    void Clear();
    inline bool Exists(const T&) const;
    bool Empty() const {return this->size==0 ? true : false;};
    inline int Size() const {return this->size;};
    T* At(const int index);
    const T* At(int index) const; 
    friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<T>& that);
    T* operator[](const int);
    const T* operator[](const int) const;   
};
.
.
.

template <typename T>
ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<T>& that)
{
    if (!that.Empty())
        for(Node<T>* seeker=that.head; seeker; seeker=seeker->next)
            out<<seeker->info<<endl;
    return out;
}

由于某种原因，当我改为在类中的朋友函数声明中编写时，链接错误消失了：

template <typename T> friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<T>& that);

【问题讨论】：

看来你自己回答了...

标签： c++ templates linked-list linker-errors friend

【解决方案1】：

事情是这样的：你声明的朋友不是模板，所以你的

如果你这样声明朋友

template <typename U> //or T, doesn't matter
friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<U>& that);

那么operator << <int> 将成为LinkedList<float> 的朋友。如果这是不可取的，有这个解决方案：

friend ostream& operator <<<T> (ostream& out, const LinkedList<T>& that);

在这种情况下，只有模板的特定实例是您的朋友，这可能是您需要的。

This article详细讲解题目

【讨论】：

【解决方案2】：

因为operator<<在类外的定义其实是一个函数模板，而类内的friend声明不是函数模板。

friend 声明是一个非模板函数，它的参数相对于类模板是固定的。

例如，如果您使用int 实例化类模板，则friend 变为：

friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<int>& that);

它告诉编译器“我是这个类的朋友，我也是一个非模板函数，你会在类之外找到我的定义，完全一样的签名。”。 你可以看到参数是固定的。

但是当你做这样的事情时：

template <typename U>
friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<U>& that);

这对编译器来说是有意义的，因为它与类外的operator<< 的定义是一致的，这也是一个函数模板。但是有一个问题：它使函数模板的每个特化都成为类的朋友；表示当U=float 时，operator<< 也可以访问LinkedList<int> 的私有成员，但它应该只能访问LinkedList<float> 的私有成员。所以你看，这就是问题所在。

更好的解决方案是：不要将其设为函数模板，并在类本身中定义朋友。

template<typename T>
class LinkedList
{
  public:


  friend ostream& operator << (ostream& out, const LinkedList<T>& that)
  {
      //definition 
  }
};

【讨论】：