【发布时间】:2020-08-19 13:22:52
【问题描述】:
我正在用 C++ 编写 B 树,但是当我重载 operator<< 时,它无法编译。
我的代码:
#include <cassert>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
#include <utility>
template <typename T, std::size_t t>
class BTree;
template <typename T, std::size_t t>
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const BTree<T, t>&);
template <typename T, std::size_t t>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const typename BTree<T, t>::Node& node);
template <typename T, std::size_t t>
class BTree {
static_assert(t >= 2);
class Node {
std::size_t n = 0;
public:
bool leaf = true;
std::vector<T> key;
std::vector<std::unique_ptr<Node>> child;
void setN(std::size_t N) {
n = N;
key.resize(n);
if (!leaf) {
child.resize(n + 1);
}
}
[[nodiscard]] std::size_t getN() const {
return n;
}
[[nodiscard]] bool isFull() const {
return n == 2 * t - 1;
}
friend std::ostream& operator<< <T, t>(std::ostream& os, const BTree<T, t>::Node& node);
};
std::unique_ptr<Node> root;
std::pair<const Node*, std::size_t> Search(const Node* x, const T& k) const {
std::size_t i = 0;
while (i < x->getN() && k > x->key[i]) {
i++;
}
if (i < x->getN() && k == x->key[i]) {
return {x, i};
} else if (x->leaf) {
return {nullptr, 0};
} else {
return Search(x->child[i].get(), k);
}
}
void SplitChild(Node* x, std::size_t i) {
if (!x) {
return;
}
auto y = x->child[i].get();
if (!y) {
return;
}
assert(!x->isFull() && y->isFull());
auto z = std::make_unique<Node>();
z->leaf = y->leaf;
z->setN(t - 1);
for (std::size_t j = 0; j < t - 1; j++) {
z->key[j] = y->key[j + t];
}
if (!y->leaf) {
for (std::size_t j = 0; j < t; j++) {
z->child[j] = std::move(y->child[j + t]);
}
}
x->setN(x->getN() + 1);
for (std::size_t j = x->getN() + 1; j >= i + 1; j--) {
x->child[j + 1] = std::move(x->child[j]);
}
x->child[i + 1] = std::move(z);
for (std::size_t j = x->getN() + 1; j >= i + 1; j--) {
x->key[j] = x->key[j - 1];
}
x->key[i] = y->key[t];
y->setN(t - 1);
}
void InsertNonFull(Node* x, const T& k) {
std::size_t i = x->getN();
if (x->leaf) {
x->setN(i + 1);
while (i < x->getN() && k < x->key[i]) {
x->key[i + 1] = x->key[i];
i--;
}
x->key[i + 1] = k;
} else {
while (i < x->getN() && k < x->key[i]) {
i--;
}
i++;
if (x->child[i]->isFull()) {
SplitChild(x, i);
if (k > x->key[i]) {
i++;
}
}
InsertNonFull(x->child[i].get(), k);
}
}
public:
BTree() {
root = std::make_unique<Node>();
}
[[nodiscard]] std::pair<const Node*, std::size_t> Search(const T& k) const {
return Search(root.get(), k);
}
void Insert(const T& k) {
if (root->isFull()) {
auto s = std::make_unique<Node>();
s->leaf = false;
s->setN(0);
s->child[0] = std::move(root);
root = std::move(s);
SplitChild(root.get(), 0);
InsertNonFull(root.get(), k);
} else {
InsertNonFull(root.get(), k);
}
}
friend std::ostream& operator<<<> (std::ostream&, const BTree<T, t>&);
};
template <typename T, std::size_t t>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const typename BTree<T, t>::Node& node) {
if (node->leaf) {
for (std::size_t i = 0; i < node->getN() - 1; i++) {
os << node->key[i] << ' ';
}
os << node->key[node->getN() - 1];
} else {
for (std::size_t i = 0; i < node->getN(); i++) {
os << *node->child[i] << ' ' << node->key[i] << ' ';
}
os << *node->child[node->getN()];
}
return os;
}
template <typename T, std::size_t t>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const BTree<T, t>& bt) {
os << *(bt.root) << '\n';
return os;
}
int main() {
BTree<int, 2> tree;
tree.Insert(1);
std::cout << tree;
}
这是我的编译器投诉的第一行(我不会发布完整的错误输出,因为它有 200 多行):
/mnt/c/Users/kim/CLionProjects/PPP/main.cpp: In instantiation of ��std::ostream& operator<<(std::ostream&, const BTree<T, t>&) [with T = int; long unsigned int t = 2; std::ostream = std::basic_ostream<char>]��:
/mnt/c/Users/kim/CLionProjects/PPP/main.cpp:171:18: required from here
/mnt/c/Users/kim/CLionProjects/PPP/main.cpp:164:8: error: no match for ��operator<<�� (operand types are ��std::ostream�� {aka ��std::basic_ostream<char>��} and ��BTree<int, 2>::Node��)
164 | os << *(bt.root) << '\n';
| ~~~^~~~~~~~~~~~~
bt 是BTree<T, t>,bt.root 是std::unique_ptr<BTree<T, t>::Node>,所以我认为解引用运算符应该与operator<<(std::ostream& os, const typename BTree<T, t>::Node& node) 匹配,但我的编译器仍然不满意。
我该如何解决这个问题?提前致谢。
【问题讨论】:
-
我相信
typename BTree<T, t>::Node中的T和t无法推断 -
我更喜欢提供一个公共成员函数
void print(std::ostream&) const;,然后std::ostream& operator<<(std::ostream&, typename BTree<T, t>::Node const&)可以只调用node.print(out);和return out;,并且在print方法中完成了繁重的工作。我不喜欢我的 C++ 有任何朋友。孤独,孤独的 C++。 -
@Eljay 但是我团队的高级程序员告诉我,使用
print而不是operator<<是不好的做法,因为运算符重载的目的是实现零开销的泛型编程,而不是比函数调用,不是吗? -
你可以
inlineoperator<<,然后你的开销为零。