c++ - 如何在模板类的嵌套类中提供友元运算符的定义？

Question

这个有效:

template<class Tim>
struct Bob
{
    struct Dave
    {
        Tim t{};
        friend bool operator < (const Dave& a, const Dave& b)
        {
            return a.t < b.t;
        }
    } d;
};

这不起作用:

template<class Tim>
struct Bob
{
    struct Dave
    {
        Tim t{};
        friend bool operator < (const Dave& a, const Dave& b);
    } d;
};

template<class Tim>
bool operator < (const typename Bob<Tim>::Dave& a, const typename Bob<Tim>::Dave& b)
{
    return a.t < b.t;
}

例如，当我尝试在 map 中使用它时，出现链接器错误:

1>ConsoleApplication1.obj : error LNK2019: unresolved external symbol "bool __cdecl operator<(struct Bob<int>::Dave const &,struct Bob<int>::Dave const &)" (??M@YA_NABUDave@?$Bob@H@@0@Z) referenced in function "public: bool __thiscall std::less<struct Bob<int>::Dave>::operator()(struct Bob<int>::Dave const &,struct Bob<int>::Dave const &)const " (??R?$less@UDave@?$Bob@H@@@std@@QBE_NABUDave@?$Bob@H@@0@Z)

.

int main()
{
    std::map<Bob<int>::Dave, int> v;
    v[{}];
}

如何在类之外正确定义此运算符？

Answer 1

您通常会通过前向声明模板类和友元函数，然后在类定义中提供特化来做这样的事情。然而，在这种情况下它并不那么容易 - 具有依赖类型将 Tim在非推导上下文中上课，因此推导将失败。但是，有一种解决方法:

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <map>

template<class T>
struct Bob;

template<typename T, typename>
bool operator < (const T& a, const T& b);

struct DaveTag {};

template<class Tim>
struct Bob
{
    struct Dave : DaveTag
    {
        Tim t{};


        friend bool operator < <Bob<Tim>::Dave, void>(const typename Bob<Tim>::Dave& a, const typename Bob<Tim>::Dave& b);
    } d;
};

template<typename T, typename = typename std::enable_if<std::is_base_of<DaveTag, T>::value>::type>
bool operator < (const T& a, const T& b)
{
    return a.t < b.t;
}

struct X {
    double t;
};

int main()
{
    std::map<Bob<int>::Dave, int> v;
    v[{}];

    // This won't work
    // X x, y;
    //bool b = x < y;

}

基本上，我在这里所做的是让编译器推导出完整的 Bob<Tim>::Dave作为 operator< 的模板参数.然而，很明显，一个简单的定义将允许为 T 推导任何类型。可能会导致一些难以理解的问题。为了避免它，我添加了一个小标签类 DaveTag这允许防止我们非常通用的实例化 operator<除了Dave .