std：：ostream&operator<<类型扣除

std::ostream& operator<< type deduction

本文关键字：lt 类型 operator ostream std      更新时间：2023-10-16

我有一个类似的模板函数

#include <list>
#include <iostream>
template<typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const std::list<T>& list){
    out << "[";
    if(!list.empty()){
        typename std::list<T>::const_iterator it = list.cbegin();
        out << *it;
        for (++it; it != list.cend(); ++it){
            out << ", ";
            out << *it;
        }
    }
    out << "]";
    return out;
}

以及一些带有嵌套类的模板类

namespace my{
    template<
        typename T,
        typename U = size_t
    >
    class graph{
    public:
        typedef T dist_t;
        typedef U node_t;
        class node_pt;
        typedef struct arc_t{
            node_pt* from = nullptr;
            node_pt* to = nullptr;
            dist_t weight;
        } arc_t;
        typedef struct arc_pt{
            arc_t arc;
        } arc_pt;
        typedef struct node_pt{
            node_t node;
        } node_pt;
        class arc_iterator{
        public:
            arc_pt* pt = nullptr;
        public:
            arc_pt* operator->() const{
                return pt;
            }
            friend std::ostream& operator<< (std::ostream &out, const arc_iterator& it) {
                out << "(" << it->arc.from->node << "," << it->arc.to->node << "," << it->arc.weight << ")";
                return out;
            }
        };
        class node_iterator{
        public:
            node_pt* pt = nullptr;
        public:
            node_t operator *() const{
                return pt->node;
            }
            friend std::ostream& operator<< (std::ostream &out, const node_iterator& it) {
                out << *it;
                return out;
            }
        };
    };
}

一些代码来重现问题

namespace my{
    namespace test{
        void run(){     
            typedef my::graph<size_t> graph_t;
            std::list<graph_t::node_t> l1;
            std::list<graph_t::dist_t> l2;
            std::list<graph_t::node_iterator> l3;
            std::list<graph_t::arc_iterator> l4;
            std::cout << l1 << std::endl;
            std::cout << l2 << std::endl;
            std::cout << l3 << std::endl;
            std::cout << l4 << std::endl;
        }
    }
}

int main(){
    my::test::run();
}

问题是，如果我定义了两个friend方法，它就不会编译。如果我只定义一个方法并注释其中一个迭代器列表打印，它就可以工作了。

我得到的错误是

src/OTest_Graph.cpp: In member function ‘virtual void my::test::TestGraph::run()’:
src/OTest_Graph.cpp:59:53: error: cannot bind ‘std::basic_ostream<char>’ lvalue to ‘std::basic_ostream<char>&&’
In file included from /usr/include/c++/4.7/iostream:40:0,
                 from h/OTest_Graph.h:4,
                 from src/OTest_Graph.cpp:1:
/usr/include/c++/4.7/ostream:600:5: error:   initializing argument 1 of ‘std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&&, const _Tp&) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; _Tp = std::list<my::graph<long unsigned int>::node_iterator, std::allocator<my::graph<long unsigned int>::node_iterator> >]’

有人能告诉我这里发生了什么事吗？

好吧，代码在clang++中为我编译并运行。无法在此计算机上尝试使用g++。

编辑：实际上，它也使用g++编译，这是有意义的，因为您只在全局命名空间中的main中使用operator<<。我假设您的实际代码不同\编辑

但我很熟悉中的"ostream lvalue不能绑定到ostream&&"错误

如何解释。在ostreams和任何std类之间提供operator<<存在问题（如您的示例中的list，但我在vector中发现了它）

大多数情况下，它是有效的，但当从命名空间（如my命名空间）调用运算符时，它会中断。

为什么？因为"我在哪里查找此运算符<<成员"？看，可能有很多运算符<lt；在ostream和list之间-每个都在不同的命名空间中。那么编译器在哪里查找它呢？

它在其操作数上查找每个操作数的名称空间（在您的情况下，两者都来自std）。并且有时在调用者的命名空间中（在您的情况下是my）。

我说"有时"是因为根据标准，它不应该，但g++无论如何都会这样做。clang++没有，而是在全局命名空间中查找（因此它对我有效）

理想情况下，您应该将运算符<lt；在std命名空间中（试试看，它会起作用的）。但是，这是违反标准的。你不能那样做。您可以将它放在my命名空间中，它应该可以在g++中找到，但不能在其他编译器中找到。

这是个问题。我通过创建一个包装器"解决"了这个问题——这个类存在于我自己的命名空间中，只包含对std类的引用——并且可以打印。

template<class T> struct OutList<T>{
  const std::list<T> &lst;
  OutList(const std::list &l):lst(l){}
};
template<class T> OutList<T> outlist(const std::list<T> &lst){return OutList<T>(lst);}
std::ostream &operator<<(std::stream &out,const OutList<T> &lst){...}
....
std::cout << "list= "<<outlist(list)<<std::endl;

它并不漂亮，但这就是我所发现的。。。

我在全局命名空间中声明的以下运算符也有同样的问题：

template <typename T>
std::ostream & operator << (std::ostream &os, const std::vector<T> &vector);

…当从命名命名空间中声明的函数调用时：

std::ostream & operator << (std::ostream &os, const Foo &foo) {
    return os << foo.items;  // error
}

其中Foo::items是std::vector。

g++给出了臭名昭著的错误：

error: cannot bind 'std::basic_ostream<char>' lvalue to 'std::basic_ostream<char>&&'

出现此错误的原因是C++11引入了一个catch-all std::operator <<模板，<ostream>中的注释将其描述为"右值流的通用插入器"。编译器找不到全局::operator <<模板，因为依赖于参数的查找首先找到std::operator <<模板。

一个简单而正确的解决方案是通过using声明将全局运算符带入本地作用域：

std::ostream & operator << (std::ostream &os, const Foo &foo) {
    using ::operator <<;
    return os << foo.items;  // OK
}

错误取决于标准库的版本，请参阅@matt-whitlock的答案。

g++ 4.7 的解决方案

代替

std::cout << l1 << std::endl;
std::cout << l2 << std::endl;
std::cout << l3 << std::endl;
std::cout << l4 << std::endl;

使用

::operator<<(std::cout, l1) << std::endl;
::operator<<(std::cout, l2) << std::endl;
::operator<<(std::cout, l3) << std::endl;
::operator<<(std::cout, l4) << std::endl;
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