在命名空间内声明的定义友元运算符的警告

Question

有人可以向我解释来自 g++ 的警告吗？

给定以下代码

#include <iostream>

namespace foo
 {
   struct bar
    { friend std::ostream & operator<< (std::ostream &, bar const &); };
 }

std::ostream & foo::operator<< (std::ostream & o, foo::bar const &)
 { return o; }

int main ()
 {
   foo::bar  fb;

   std::cout << fb;
 }

我收到（来自 g++ (6.3.0) 但不是来自 clang++ (3.8.1) 而不是来自 Visual Studio（2017 社区）的（感谢 Robert.M））这个警告

tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp:10:16: warning: ‘std::ostream& foo::operator<<(std::ostream&, const foo::bar&)’ has not been declared within foo
 std::ostream & foo::operator<< (std::ostream & o, foo::bar const &)
                ^~~
tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp:7:29: note: only here as a friend
     { friend std::ostream & operator<< (std::ostream &, bar const &); };
                             ^~~~~~~~

我知道我可以这样定义操作符

namespace foo
 {
   std::ostream & operator<< (std::ostream & o, bar const &)
    { return o; }
 }

但是...我的初始代码有什么问题？

Answer 1

考虑这个简单的程序：

namespace xxx { 
    struct foo {
       friend void bar();
    };
}

int main() {
    xxx::bar();
}

你会得到一个编译错误（还有clang），因为bar没有在命名空间xxx中声明。

现在考虑一下：

namespace xxx {}
void xxx::bar() {}

这也会因为同样的原因而失败，bar 没有在命名空间 xxx 中声明。

现在，当您将两者结合起来时，没有理由突然之间变得合法。 bar 仍未在命名空间 xxx 中声明。然而clang允许它。这种行为不一致且令人困惑，最好将其描述为错误。

Answer 2

n.m. 的答案是对的，虽然我需要更多的挖掘才能知道为什么，所以这里有一些我关注的链接：

CppCoreGuidelines 解释了"Nonmember operators should be either friends or defined in the same namespace as their operands"。 这里对why the same namespace进行更详细的解释。
也许这个this message from the GCC mailing list 提供了更多洞察力：看起来 GCC 人员似乎决定在 2016 年的某个时候更严格地处理这个问题。

这里的关键是命名空间。如果在命名空间 foo 而不是在外部定义 operator，您的代码就可以了，如下所示：

namespace foo
{
    struct bar
    { 
        friend std::ostream & operator<< (std::ostream &, bar const &);
    };

    // Implementation
    std::ostream & operator<< (std::ostream & o, foo::bar const &)
    { return o; }
}

请注意，如果您直接将实现与朋友定义放在一起，这会变得更简单，如this SO answer to a similar question 所示。

这是对very similar question 的另一个非常详细的 SO 答案。当我试图解决同样的问题时，它对我有所帮助（gcc 7 给了我这种警告，因为代码在旧版本中编译得很好）。

Answer 3

好吧，我遇到了同样的问题。不过我找到了解决方法：在命名空间范围内添加另一个函数声明。

就像这样：

namespace foo {
    class A {
    public:
        friend std::ifstream &operator >> (std::ifstream &in, A &a);
    };

    std::ifstream &operator >> (std::ifstream &in, A &a);
}

std::ifstream &foo::operator >> (std::ifstream &in, A &a) {
    [...]
    return in;
}

Answer 4

我使用的是 Visual Studio，所以我不确定它是否会为您解决问题，但我发现唯一错误的是您的操作员声明。 基本上总是这样

        const type_name variable_id &;

& 总是在最后，而 const 在前，对我来说它现在正在运行。

您应该更改您的运营商声明并：

        friend std::ostream & operator<< (std::ostream &,const bar&);

在你的定义中更低：

std::ostream & foo::operator<< (std::ostream & o,  const foo::bar &)