在模板类中重载 << 运算符会给我链接器错误（C++）[重复]

Question

在你问之前，是的，这个函数是在我的模板类的头文件中定义的。

这是Example.h的相关位：

template<class T, class J, const int X, const int Y>
class Example {
    public:
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example<T,J,X,Y>& b);
}

template<class T, class J, const int X, const int Y>
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example<T,J,X,Y>& b) {
    // stuff
}

我是从main.cpp打来的：

void foo(Example<A,B,5,5>& b) {
    std::cout << b;
}

int main() {
    Example<A,B,5,5> b = Example<A,B,5,5>();
    foo(b);
}

编译时出现以下链接器错误：

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "operator<<(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >&, Example<A, B, 5, 5> const&)", referenced from:
      foo(Example<A, B, 5, 5>&) in main.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
make[2]: *** [dist/Debug/GNU-MacOSX/consolehero] Error 1
make[1]: *** [.build-conf] Error 2
make: *** [.build-impl] Error 2

Answer 1

长话短说：

warning: friend declaration ‘std::ostream& operator<<
(std::ostream&, const Example<T, J, X, Y>&)’ declares a non-template function

您的声明没有声明模板函数，因为在实例化时所有类型都是已知的。您稍后将其定义为模板函数，链接器变得非常混乱。最简单的方法是在类内部定义运算符inline，比如

template<class T, class J, const int X, const int Y>
class Example {
    public:
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example& b)
        { 
            // stuff here
        }
};

或者，使用

template<class T, class J, const int X, const int Y>
class Example {
    public:
        template<class T1, class J1, const int X1, const int Y1>
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, 
                                         const Example<T1,J1,X1,Y1>& b);
};

template<class T1, class J1, const int X1, const int Y1>
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example<T1,J1,X1,Y1>& b) {
    // stuff
}

我发现第一种方法更有吸引力。请注意，这两种方法并不等效。在第一种情况下，每次实例化都会生成一个非模板operator<<，而在第二种情况下，operator<< 是模板化的，因此只有在使用其友元类的类型显式调用它时才会生成它，通过类型推导。这是一个相当微妙的观点，我真的不知道什么时候人们会更喜欢第二种方法而不是第一种方法。

PS：对于第一种方法，请参阅http://en.cppreference.com/w/cpp/language/friend 模板友元运算符，以获得更多说明。引用它：

这样的操作符可以在类体中定义，它的作用是为每个T生成一个单独的非模板操作符

所以，本质上是一个类内定义

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example& b){}

等价于

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const Example<T,J,X,Y>& b){}