Як правильно перевантажувати оператор << для потоку?

Я пишу невелику бібліотеку матриць на C ++ для матричних операцій. Однак мій упорядник скаржиться, де раніше цього не робив. Цей код був залишений на полиці протягом 6 місяців, і між ними я модернізував комп’ютер з debian etch до lenny (g ++ (Debian 4.3.2-1.1) 4.3.2), проте у мене є та ж проблема в системі Ubuntu з тим же g ++ .

Ось відповідна частина мого матричного класу:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

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

І "реалізація":

using namespace Math;

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

    [...]

}

Це помилка, надана компілятором:

matrix.cpp: 459: error: 'std :: ostream & Math :: Matrix :: operator << (std :: ostream &, const Math :: Matrix &)' повинен приймати рівно один аргумент

Я трохи збентежена цією помилкою, але потім мій C ++ став трохи іржавим після того, як робив багато Java протягом тих 6 місяців. :-)

Ви оголосили свою функцію як friend. Це не член класу. Вам слід видалити Matrix::з реалізації. friendозначає, що зазначена функція (яка не є членом класу) може отримати доступ до змінних приватних членів. Те, як ви реалізували функцію, схожий на метод екземпляра для Matrixкласу, який є неправильним.

Просто кажу вам про ще одну можливість: мені подобається використовувати для цього визначення друзів:

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

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

Функція буде автоматично націлена на оточуючу область імен Math(навіть незважаючи на те, що її визначення відображається в межах цього класу), але вона не буде видимою, якщо ви не зателефонуєте оператору << з об'єктом Matrix, який зробить пошук, залежний від аргументів, знайде це визначення оператора. Іноді це може допомогти при неоднозначних викликах, оскільки це невидимо для типів аргументів, крім Matrix. Пишучи його визначення, ви також можете посилатися безпосередньо на імена, визначені в Matrix та на саму Matrix, не визначаючи ім'я з деяким, можливо, довгим префіксом та надаючи параметри шаблону, як-от Math::Matrix<TypeA, N>.

Щоб додати відповідь Мехрдада,

namespace Math
{
    class Matrix
    {
       public:

       [...]


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

У вашій реалізації

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

Якщо припустити, що ми говоримо про перевантаження operator <<для всіх класів, похідних від std::ostreamобробки Matrixкласу (а не перевантаження <<для Matrixкласу), має більше сенсу оголосити функцію перевантаження поза межами простору імен Math у заголовку.

Використовуйте функцію друзів лише в тому випадку, якщо функціональність неможливо досягти за допомогою загальнодоступних інтерфейсів.

Матриця.h

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

Зверніть увагу, що перевантаження оператора оголошено поза простором імен.

Matrix.cpp

using namespace Math;
using namespace std;

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

З іншого боку, якщо ваша функція перевантаження робить потрібно бути один то необхідний доступ до приватних і захищених членів.

Math.h

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

Потрібно додавати визначення функції замість простого блоку імен 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;
    }                 
}

У C ++ 14 ви можете використовувати наступний шаблон для друку будь-якого об'єкта, який має T :: print (std :: ostream &) const; член.

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

В C ++ може використовуватися 20 понять.

template<typename T>
concept Printable = requires(std::ostream& os, T const & t) {
    { t.print(os) };
};

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