c++ - 如何定义在命名空间中的模板上声明的友元运算符？

Question

我有这样一个类:

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
  //...
  };
}

我一直在尝试单独定义那个operator +，但我无法让它工作。

我试过:

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但我得到“C2244 'operator +': 无法将函数定义与现有声明相匹配”

我试过:

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但我收到链接器错误。

我试过:

namespace N
{
    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    C<Mantissa, Fraction> operator+(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }
}

但是我得到了同样的链接器错误。

我不知道问题是什么或如何解决。operator 必须是 friend 因为它正在访问一个 private 字段(我必须将该字段设置为 public 否则，如果可以避免，我不想这样做)。

Answer 1

operator+ 在类定义中被声明为非模板函数，但您稍后试图将其定义为函数模板，它们不匹配。如果你想把它做成一个函数模板，你可以

namespace N
{
  // forward declaration of the class template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C;
  // forward declaration of the function template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);

  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // the instantiation of operator+ with template parameter of current Mantissa and Fraction becomes friend
    friend C<Mantissa, Fraction> operator + <>(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
    //                                      ~~
  //...
  };
}

// definition of the function template
template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
{
    //...
}

如果你想让它成为一个非模板函数，那么只需在类定义中定义它:

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // defined as non-template
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right) {
      //...
    }
  //...
  };
}