c++ - 为什么在重载的 ostream 运算符中引用 lambda 中的 vector 会导致错误？

Question

在我的矩阵实现中，我使用 vector 的 vector 作为私有(private)成员。我重载了 ostream 运算符，因此我可以打印矩阵中的所有值。在下面的代码中，我首先使用 for_each 遍历矩阵的“行”。在 lambda 中，我在这一行的末尾指定了一个参数(矩阵“列”)作为对 vector 的引用:

std::for_each(p_matrix.m_vector_of_vectors.begin(), p_matrix.m_vector_of_vectors.end(), [& p_out] (std::vector<int> & el)

这会导致错误。这是完整的代码:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

class Matrix{
  public:
    Matrix()
    {
       m_vector_of_vectors = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
    }
    friend std::ostream & operator << (std::ostream & p_out, const Matrix & p_matrix)
    {
        std::for_each(p_matrix.m_vector_of_vectors.begin(), p_matrix.m_vector_of_vectors.end(), [& p_out] (std::vector<int> & el)
        {
            std::for_each(el.begin(), el.end(), [& p_out] (int & el2)
            {
                p_out << el2 << " "; 
            });
            p_out << std::endl;
        });
        return p_out;
    }
  private:
    std::vector<std::vector<int>> m_vector_of_vectors;
};

int main()
{
    Matrix l_matrix;
    std::cout << l_matrix;
    return 0;
}

这是完整的错误打印:

In file included from /usr/include/c++/5/algorithm:62:0,
                 from main.cpp:11:
/usr/include/c++/5/bits/stl_algo.h:

In instantiation of ‘_Funct std::for_each(_IIter, _IIter, _Funct) [with _IIter = __gnu_cxx::__normal_iterator<const std::vector<int>*, std::vector<std::vector<int> > >; _Funct = operator<<(std::ostream&, Matrix)::<lambda(std::vector<int>&)>]’:
<span class="error_line" onclick="ide.gotoLine('main.cpp',29)">main.cpp:29:10</span>:   required from here

/usr/include/c++/5/bits/stl_algo.h:3767:5: error: no match for call to ‘(operator<<(std::ostream&, Matrix)::&)>) (const std::vector&)’
 __f(*__first);

main.cpp:22:129: note: candidate: operator<<(std::ostream&, Matrix)::&)> 
         std::for_each(p_matrix.m_vector_of_vectors.begin(), p_matrix.m_vector_of_vectors.end(), [& p_out] (std::vector<int> & el)

没有引用一切正常:

std::for_each(p_matrix.m_vector_of_vectors.begin(), p_matrix.m_vector_of_vectors.end(), [& p_out] (std::vector<int> el)

有人可以解释为什么这个单一的引用文献很重要吗？在第二个(内部)lambda 代码中使用和不使用引用。重载运算符中的 p_matrix 参数也是如此。我尝试循环遍历作为普通变量的 vector vector :

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main()
{
    std::vector<std::vector<int>> a = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
    std::for_each(a.begin(), a.end(), [] (std::vector<int> & el)
    {
       std::for_each(el.begin(), el.end(), [] (int & el2)
       {
          std::cout << el2; 
       });
    });

    return 0;
}

这工作正常，所以我假设这个错误与重载运算符有关。感谢您的帮助。

Answer 1

在

friend std::ostream & operator << (std::ostream & p_out, const Matrix & p_matrix)

p_matrix是const .这意味着 p_matrix.m_vector_of_vectors是const这意味着 p_matrix.m_vector_of_vectors.begin()返回 const_iterator这意味着传递给 lambda 的元素是 const .由于您的 lambda 采用了不兼容的非 const 引用。它会去掉 const元素，这是不允许的。更改 lambda 以采用 const 引用，例如

friend std::ostream & operator << (std::ostream & p_out, const Matrix & p_matrix)
{
    std::for_each(p_matrix.m_vector_of_vectors.begin(), p_matrix.m_vector_of_vectors.end(), [& p_out] (std::vector<int> const & el) // <- const here
    {
        std::for_each(el.begin(), el.end(), [& p_out] (int const & el2) //<- const here
        {
            p_out << el2 << " "; 
        });
        p_out << std::endl;
    });
    return p_out;
}

代码将会编译。在你的第二个例子中你不需要这个因为 a不是 const所以它的迭代器不是 const这意味着它传递给 lambda 的元素不是 const .

我还想指出，基于范围的 for 循环会使代码更加简洁。您可以更改您的 operator <<到

friend std::ostream & operator << (std::ostream & p_out, const Matrix & p_matrix)
{
    for (auto const& row : p_matrix.m_vector_of_vectors)
    {
        for (auto const& e : row)
            p_out << e << " ";
        p_out << "\n";
    }
    return p_out;
}