从 Stroustrup 的 C++ 编译模板友元示例时出现问题答案

【问题标题】：Problem compiling a template friend example from Stroustrup's C++从 Stroustrup 的 C++ 编译模板友元示例时出现问题
【发布时间】：2020-07-01 02:37:39
【问题描述】：

有谁知道为什么这不会编译以及如何纠正它？我正在尝试使用朋友和模板。我正在使用 Stroustrup C++ 4th Ed Page 682-683 中的这段代码。

谢谢

#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T>
class Matrix;

template<typename T>
class Vector
{
    T v[4];
public:
    friend Vector operator*<>(const Matrix<T>&, const Vector&);
};

template<typename T>
class Matrix 
{
    Vector<T> v[4];
public:
    friend Vector<T> operator*<>(const Matrix&, const Vector<T>&);
};

template<typename T>
Vector<T> operator*(const Matrix<T>& m, const Vector<T>& v)
{
    Vector<T> r;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
}

编译：

clang++ -std=c++11 -pedantic -Wall -g test165.cc && ./a.out
test165.cc:12:19: error: friends can only be classes or functions
    friend Vector operator*<>(const Matrix<T>&, const Vector&);
                  ^
test165.cc:12:28: error: expected ';' at end of declaration list
    friend Vector operator*<>(const Matrix<T>&, const Vector&);
                           ^
                           ;
test165.cc:19:22: error: friends can only be classes or functions
    friend Vector<T> operator*<>(const Matrix&, const Vector<T>&);
                     ^
test165.cc:19:31: error: expected ';' at end of declaration list
    friend Vector<T> operator*<>(const Matrix&, const Vector<T>&);
                              ^

【问题讨论】：

去掉是否有效？

标签： c++ templates friend

【解决方案1】：

友元声明引用了模板operator*（即operator*<T>）的实例化，但模板不存在（尚未声明）导致报错。

需要提前声明算子模板。

例如

template<typename T>
class Matrix;

template<typename T>
class Vector;

// declaration
template<typename T>
Vector<T> operator*(const Matrix<T>& m, const Vector<T>& v);

template<typename T>
class Vector
{
    T v[4];
public:
    friend Vector operator*<>(const Matrix<T>&, const Vector&);
};

template<typename T>
class Matrix 
{
    Vector<T> v[4];
public:
    friend Vector<T> operator*<>(const Matrix&, const Vector<T>&);
};

// definition
template<typename T>
Vector<T> operator*(const Matrix<T>& m, const Vector<T>& v)
{
    Vector<T> r;
}

【讨论】：