获取 ostream 的插入运算符答案

【问题标题】：Getting ostream's Insertion Operators获取 ostream 的插入运算符
【发布时间】：2019-11-02 15:03:35
【问题描述】：

我有一个要包装ostringstream 的类。我是这样处理的：

class Foo {
    ostringstream os;
public:
    template <typename T>
    decltype(ostream() << T(), Foo)& operator <<(const T& param) {
        os << param;
        return *this;
    }
}

我的意图是免费获得为ostream 定义的任何运算符。但我得到了编译错误：

错误 C2893：无法专门化函数模板 unknown-type &Foo::operator <<(const T &)

我使用decltype 是不是错了？

【问题讨论】：

您是否尝试使用decltype(ostream() << T(), Foo) 作为 SFINAE？
有什么理由不使用Foo& 作为返回类型？
@NathanOliver 我的意思是我没有定义替代...插入。
我会考虑为此创建一个派生自std::streambuf 的类型，以便您的Foo 实际上可以是具有所有功能的std::ostream。 Boost.Iostreams 可以提供帮助。一篇有点老但是不错的文章：gabisoft.free.fr/articles/fltrsbf1.html
这对没有默认 ctor 的 T 不起作用，您需要 std::declval。

标签： c++ templates operator-overloading wrapper ostream

【解决方案1】：

std::ostream 没有默认构造函数，Foo 不是可以在decltype 中使用的表达式。相反，您可以在第一个表达式中直接使用os。为了更容易返回Foo&，我会使用尾随返回类型并使用*this。

template <typename T>
auto operator<<(const T& param) -> decltype(os << param, *this);

【讨论】：

这可能是我的架构有问题，但我似乎无法处理Foo() << endl。我会期望得到支持？ ideone.com/b6nYrY
@JonathanMee 好吧，std::endl 是一个函数模板——所以为了让Foo() << endl 工作，编译器需要有一种方法来选择函数的正确实例化。标准std::ostream 具有用于操纵器的硬编码重载（即operator<<(std::ostream& (*manip)(std::ostream&))）。如果你想让它起作用，你可能也应该这样做。
我想你是在告诉我，我还需要从这个列表中实现 https://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ostream/operator_ltlt 运算符 10、11 和 12。我的问题是为什么？这些只是接受函数指针的方法，对吗？那不应该已经在我的模板中定义了吗？
@JonathanMee 不，它们尚未定义。 Foo() << endl 的问题完全与template<class T>void f(T); template<class>void g(); f(g); 的问题相同。这会出错，因为g 和std::endl 一样，不是函数，而是代表函数族的函数模板。编译器需要更多信息才能使用正确的模板参数实例化g。您可以手动执行Foo() << endl<char, char_traits<char>>，但这很丑陋。因此，std::ostream 使用函数指针定义了自己的提取运算符...

【解决方案2】：

这纯粹基于0x499602D2 的回答和您指向missing overloads 10-12 的链接。

我不确定要使用什么函数来测试重载 11，但使用 std::hex 和 std::endl 测试了 10 和 12。

#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <sstream>

class Foo {
private:
    std::ostringstream os{};

public:
    using char_type = std::ostringstream::char_type;
    using traits_type = std::ostringstream::traits_type;

    // generic, with perfect forwarding instead of "const T&"
    template<typename T>
    auto operator<<(T&& param) -> decltype(os << std::forward<T>(param), *this) {
        os << std::forward<T>(param);
        return *this;
    }

    // overload 10
    Foo& operator<<(std::ios_base& (*func)(std::ios_base&)) {
        func(os);
        return *this;
    }

    // overload 11
    Foo& operator<<(std::basic_ios<char_type, traits_type>& (*func)(
        std::basic_ios<char_type, traits_type>&)) {
        func(os);
        return *this;
    }

    // overload 12
    Foo& operator<<(std::basic_ostream<char_type, traits_type>& (*func)(
        std::basic_ostream<char_type, traits_type>&)) {
        func(os);
        return *this;
    }

    auto str() { return os.str(); }
};

int main() {
    Foo a;

    a << "Hello Worl";      // generic
    a << std::hex << 13;    // 10 + generic
    a << std::endl;         // 12

    std::cout << a.str() << "\n";
}

【讨论】：