c++ - 从 std::ostream_iterator 调用时未找到运算符 << 的重载？

Question

这个程序

// main.cpp

#include <iostream>
#include <utility>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <map>

template<typename t1, typename t2>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const std::pair<t1, t2>& pair)
{
  return os << "< " << pair.first << " , " << pair.second << " >";
}

int main() 
{
  std::map<int, int> map = { { 1, 2 }, { 2, 3 } };
  std::cout << *map.begin() << std::endl;//This works

  std::copy(
    map.begin(),
    map.end(),
    std::ostream_iterator<std::pair<int,int> >(std::cout, " ")
  ); //this doesn't work
}

产生错误

no match for ‘operator<<’ (operand types are ‘std::ostream_iterator<std::pair<int, int> >::ostream_type {aka std::basic_ostream<char>}’ and ‘const std::pair<int, int>’)

我猜这是行不通的，因为我的重载在 std::copy 中不可用，但这是为什么呢？

Answer 1

说明

自 operator<<从 namespace std 内部(更具体地说是在 std::ostream_iterator 内部)以非限定方式调用，并且还声明了所有涉及的参数在同一个命名空间中，只有 命名空间std将搜索潜在的匹配项。

---

骇人听闻的解决方案

namespace std {
  template<typename t1, typename t2>
  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const std::pair<t1, t2>& pair)
  {
     return os << "< " << pair.first << " , " << pair.second << " >";
  }
}

^{注意:您只能在 namespace std 内特化包含用户定义类型的模板，因此根据标准，上述代码片段可能格式错误(如果 std::pair<T1,T2> 不是用户声明的类型，请参阅 this discussion )。}

---

详细解释

下面我们有 namespace N 这将帮助我们尝试模拟您对 namespace std 的使用，以及当编译器试图找到合适的重载时会发生什么对于给定的类型。

命名空间 N

namespace N {
  struct A { };
  struct B { };

  void func (A value) { std::cout << "A"; }

  template<class T>
  void call_func (T value) { func (value); }
}

---

main.cpp

void func (N::B value) {
  std::cout << "B";
}

int main() {
  N::A a;
  N::B b;

  func (a);         // (1)
  func (b);         // (2)

  N::call_func (a); // (3a)
  N::call_func (b); // (3b)
}

注意事项:

1. 在不了解参数相关查找的情况下，编译器能够找到使 (1) 工作所需的合适重载可能会让您感到惊讶。

   ADL 声明在函数调用中使用非限定名称 时，不仅会搜索当前命名空间以寻找合适的重载，还会搜索参数的命名空间；这就是编译器找到 N::func 的方式，即使我们没有写得那么明确。

2. 我们在当前命名空间中有一个合适的重载；一切都很好。

3. ...

   为什么 (3a) 编译，而 (3b) 会导致讨厌的诊断？

   当我们实例化模板时N::call_func<T>它将尝试传递 T 类型的参数到名为 func 的 unqualified 函数.

   因为 name-lookup 的规则说当前命名空间，和涉及的参数的命名空间，在我们调用函数的情况下搜索合适的匹配项从一个不合格的名称，如果T，它将只搜索 namespace N是在命名空间 N 中声明的类型。

   两者都是 N::A和 N::B在命名空间 N 中声明，因此编译器不会搜索任何其他范围以找到合适的重载；这就是查找失败的原因。