使用模板化操作符<< 输出集合的集合

Question

我想通过操作符调用外部集合一次来输出集合的集合（在这种情况下为向量的向量）

当我从 operator<<() 函数中删除 ' ' 时它可以工作，但我希望每行的每个输出元素之间都有一个空格。 我尝试用" "（也包括字符串头文件）替换' '，但得到了同样的错误。

有没有办法解决这个问题？

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

vector<vector<bool>> lookup(10, vector<bool>(10, true));

template <typename T>
ostream& operator<< (ostream& out, const T& collection)
{
    for (const auto& elem : collection)
        out << elem << ' ';
    return out << endl;
}

int main()
{
    cout << lookup << endl;
}

我收到以下错误：

1>------ Build started: Project: test, Configuration: Debug Win32 ------
1>test.cpp
1>c:\users\user\source\repos\codechef\practice\beginner\test\test\test.cpp(16): error C2593: 'operator <<' is ambiguous
1>c:\users\user\source\repos\codechef\practice\beginner\test\test\test.cpp(13): note: could be 'std::ostream &operator <<<char>(std::ostream &,const T &)'
1>        with
1>        [
1>            T=char
1>        ]
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\community\vc\tools\msvc\14.16.27023\include\ostream(921): note: or       'std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::operator <<<char,std::char_traits<char>>(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &,_Elem)'
1>        with
1>        [
1>            _Elem=char
1>        ]
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\community\vc\tools\msvc\14.16.27023\include\ostream(834): note: or       'std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::operator <<<std::char_traits<char>>(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &,char)'
1>c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\community\vc\tools\msvc\14.16.27023\include\ostream(749): note: or       'std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::operator <<<char,std::char_traits<char>>(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &,char)'
1>c:\users\user\source\repos\codechef\practice\beginner\test\test\test.cpp(16): note: while trying to match the argument list '(std::ostream, char)'
1>c:\users\user\source\repos\codechef\practice\beginner\test\test\test.cpp(22): note: see reference to function template instantiation 'std::ostream &operator <<<std::vector<std::vector<bool,std::allocator<_Ty>>,std::allocator<std::vector<_Ty,std::allocator<_Ty>>>>>(std::ostream &,const T &)' being compiled
1>        with
1>        [
1>            _Ty=bool,
1>            T=std::vector<std::vector<bool,std::allocator<bool>>,std::allocator<std::vector<bool,std::allocator<bool>>>>
1>        ]
1>Done building project "test.vcxproj" -- FAILED.
========== Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 up-to-date, 0 skipped ==========

Answer 1

问题是模板中的T 不限于特定类型或类型范围。编译器可以用它想要的任何类型替换它。

当您编写out << ' '; 时，编译器会查找函数ostream& operator<< (ostream& out, const char& collection) 并找到两个这样的函数。其中一个来自标准库，另一个是您的函数。 编译器无法决定它应该使用哪个版本，所以它只是停止编译。

要解决此问题，您需要限制您的模板，使其不接受您不需要的类型。 一种方法是制作一个仅接受 vector 的模板：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

vector<vector<bool>> lookup(10, vector<bool>(10, true));

template <typename T>
ostream& operator<< (ostream& out, const vector<T>& collection)
{
    for (const auto& elem : collection)
        out << elem << ' ';
    return out << endl;
}

int main()
{
    cout << lookup << endl;
}

---

如果您需要为更多类型的容器定义此函数，而不是多次复制它，您可以创建一个接受所有类型但它没有与标准库冲突的名称的模板。然后你可以创建几个简单的operator<< 实例，它们只调用你的通用函数。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>

using namespace std;

vector<vector<bool>> lookup(10, vector<bool>(10, true));

template <typename T>
ostream& printCollection (ostream& out, const T& collection)
{
    for (const auto& elem : collection)
        out << elem << ' ';
    return out << endl;
}

template <typename T>
ostream& operator<< (ostream& out, const vector<T>& collection)
{
    return printCollection(out, collection);
}

template <typename T, size_t N>
ostream& operator<< (ostream& out, const array<T, N>& collection)
{
    return printCollection(out, collection);
}

int main()
{
    cout << lookup << endl;
}

我认为甚至可以不为每种类型的容器单独定义功能。不过，它需要一些高级模板魔法。 您可以阅读此c++ template class; function with arbitrary container type, how to define it? 以了解更多信息。