Как правильно перегрузить оператор << для потока?

Я пишу небольшую матричную библиотеку в С++ для операций с матрицами. Однако мой компилятор жалуется, где раньше этого не было. Этот код остался на полке в течение 6 месяцев, а между мной я обновил свой компьютер от debian etch до lenny (g++ (Debian 4.3.2-1.1) 4.3.2 ) однако у меня такая же проблема в системе Ubuntu с тем же g++.

Вот соответствующая часть моего матричного класса:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

        friend std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Matrix& matrix);
    }
}

И "реализация":

using namespace Math;

std::ostream& Matrix::operator <<(std::ostream& stream, const Matrix& matrix) {

    [...]

}

Это ошибка, заданная компилятором:

matrix.cpp: 459: ошибка: 'std:: ostream & Math:: Матрица:: Оператор < < (станд:: ostream &, const Math:: Matrix &) 'должен принимать ровно один аргумент

Я немного смущен этой ошибкой, но опять же мой С++ стал немного ржавым после того, как много Java за эти 6 месяцев.: -)

Ответ 1

Вы указали свою функцию как friend. Это не член класса. Вы должны удалить Matrix:: из реализации. friend означает, что указанная функция (которая не является членом класса) может обращаться к частным переменным-членам. Способ, которым вы реализовали функцию, похож на метод экземпляра для класса Matrix, который является неправильным.

Ответ 2

Просто расскажу вам о другой возможности: мне нравится использовать определения друзей для этого:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

        friend std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Matrix& matrix) {
            [...]
        }
    };
}

Функция будет автоматически нацелена на окружающее пространство имен Math (даже если его определение появляется в пределах области действия этого класса), но не будет видимым, если вы не вызываете оператор < < с объектом Matrix, который заставит зависящий от аргумента поиск найти это определение оператора. Иногда это может помочь с неоднозначными вызовами, поскольку оно невидимо для типов аргументов, отличных от Matrix. При написании своего определения вы также можете ссылаться непосредственно на имена, определенные в матрице и на матрицу, без определения имени с некоторым возможно длинным префиксом и предоставления параметров шаблона, таких как Math::Matrix<TypeA, N>.

Ответ 3

Чтобы добавить к Mehrdad ответ,

namespace Math
{
    class Matrix
    {
       public:

       [...]


    }   
    std::ostream& operator<< (std::ostream& stream, const Math::Matrix& matrix);
}

В вашей реализации

std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, 
                     const Math::Matrix& matrix) {
    matrix.print(stream); //assuming you define print for matrix 
    return stream;
 }

Ответ 4

Предполагая, что мы говорим о перегрузке operator << для всех классов, полученных из std::ostream для обработки класса Matrix (а не для перегрузки << для класса Matrix), имеет смысл объявить функция перегрузки вне пространства имен Math в заголовке.

Использовать функцию друга только в том случае, если функциональность не может быть достигнута через общедоступные интерфейсы.

Matrix.h

namespace Math { 
    class Matrix { 
        //...
    };  
}
std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Math::Matrix&);

Обратите внимание, что перегрузка оператора объявляется вне пространства имен.

Matrix.cpp

using namespace Math;
using namespace std;

ostream& operator<< (ostream& os, const Matrix& obj) {
    os << obj.getXYZ() << obj.getABC() << '\n';
    return os;
}

С другой стороны, если ваша функция перегрузки должна быть сделана, то другу нужен доступ к закрытым и защищенным членам.

Math.h

namespace Math {
    class Matrix {
        public:
            friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, const Matrix&);
    };
}

Вам нужно приложить определение функции блоком пространства имен вместо using namespace Math;.

Matrix.cpp

using namespace Math;
using namespace std;

namespace Math {
    ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix& obj) {
        os << obj.XYZ << obj.ABC << '\n';
        return os;
    }                 
}

Ответ 5

В С++ 14 вы можете использовать следующий шаблон для печати любого объекта, который имеет T:: print (std:: ostream &) const; член.

template<class T>
auto operator<<(std::ostream& os, const T& t) -> decltype(t.print(os), os) 
{ 
    t.print(os); 
    return os; 
}