模板类的友元运算符<<，带有附加的默认模板参数答案

【问题标题】：friend operator<< of a template class, with additional default template parameter模板类的友元运算符<<，带有附加的默认模板参数
【发布时间】：2020-02-03 13:49:11
【问题描述】：

在下面的代码中，A 是一个模板类，取决于一个非类型的bool type 参数。为A<true> 和A<false> 定义了一个朋友operator<<。 operator<< 还依赖于另一个 bool 模板参数。

#include <ostream>
#include <iostream>
#include <type_traits>

template <bool type>
class A;

template <>
class A<true> {
    int m_x;
public:
    A(int x) : m_x{x} { }
    template <bool d, bool type>
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
};

template <>
class A<false> {
    int m_y;
public:
    A(int y) : m_y{y} { }
    template <bool d, bool type>
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
};

template <bool d, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a)
{
    if constexpr (type) {
        os << "m_x = " << a.m_x << std::endl;
        if constexpr (d) { os << "2m_x = " << a.m_x << std::endl; }
    }
    else {
        os << "m_y = " << a.m_y << std::endl;
        if constexpr (d) { os << "2m_y = " << a.m_y << std::endl; }
    }
    return os;
}


int main()
{
    A<true> atrue{2};
    A<false> afalse{3};

    operator<< <true>(std::cout, atrue);
    operator<< <false>(std::cout, atrue);

    operator<< <true>(std::cout, afalse);
    operator<< <false>(std::cout, afalse);

    return 0;
}

看live on Coliru。

现在，我想给operator<< 的模板参数d 的默认值，比如d=false 这样的语句

std::cout << atrue;

等价于

operator<< <false>(std::cout, atrue);

因为bool d 采用默认值d=false 而bool type 是从operator<< 的第二个参数推导出来的。

有允许这样做的语法吗？

如果我在朋友声明中插入默认参数

template <bool d = false, bool type>
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);

我得到一个编译错误：

main.cpp:14:71: 错误：默认模板参数不能用于模板友元声明

如果我在operator<<的代码中插入默认参数

template <bool d = false, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a)
{
...

再次编译时出现错误

main.cpp:27:15: 错误：朋友'template std::ostream& operator

27 | std::ostream& 运算符

main.cpp:14:26: 注意：'模板 std::ostream& operator

14 |朋友 std::ostream& 运算符

【问题讨论】：

不如使用operator << 以外的名称作为print，因为您不能“正常”使用它？

标签： c++ templates operator-overloading friend

【解决方案1】：

好的，实际上解决方案相对容易。在类专业化之前添加模板operator<< 的声明就足够了：

template <bool type>
class A;

template <bool d = false, bool type>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A<type>& a);
....

这样A<type> 中的friend 声明首先不会声明operator<<，而只是声明它是friend。可以查看工作示例here。

【讨论】：