C++ 模板如何重载运算符和访问私有 属性

Question

我目前正在尝试实现一个简单的基于模板的链表，该链表采用 C++11 中的通用 key/value-pair。应通过 += 运算符将元素添加到列表中。代码如下所示：

列表

// Forward declarations
template<typename K, typename V>
class list;

template<typename K, typename V>
list<K, V> &operator+=(list<K, V> &list, const std::tuple<K, V> ele) {
    if (!list.head) {
        // list is empty
        list.head = new element(ele, nullptr);
    }

    return list;
};

// Class definition
template<typename K, typename V>
class list {
private:
    struct element {
        const K key;
        const V value;
        element *next;

        element(const std::tuple<K, V> tuple, element *ele) :
                key(std::get<0>(tuple)),
                value(std::get<1>(tuple)),
                next(ele) { }
    };

    element *head = nullptr;

public:
    friend list<K, V> &operator+=<>(list<K, V> &list, const std::tuple<K, V> ele);
};

我无法编译它。我是否必须将运算符的实现放入前向声明或 class 本身？如果我把它放在前向声明中，就像在代码片段中一样，我似乎无法使用 "list.head = new element(ele, nullptr);"。错误：“元素”

之前需要类型说明符

如果我将其放入 class 本身，即使它是朋友，我也无法访问 list.head。

Answer 1

你应该只在class模板定义之前（前向声明之后）留下函数模板的声明，告诉编译器友元声明中指定的operator+=是一个模板。然后再定义它。例如

// Forward declarations
template<typename K, typename V>
class list;

// declaration of function template
template<typename K, typename V>
list<K, V> &operator+=(list<K, V> &l, const std::tuple<K, V> ele);

// Class definition
template<typename K, typename V>
class list {
    ...
    friend list<K, V> &operator+=<>(list<K, V> &l, const std::tuple<K, V> ele);
};

// definition of function template
template<typename K, typename V>
list<K, V> &operator+=(list<K, V> &l, const std::tuple<K, V> ele) {
    if (!l.head) {
        // list is empty
        l.head = new typename list<K, V>::element(ele, nullptr);
    }

    return l;
}

PS:

1. 不要将参数命名为list，这与class模板list的名称冲突。

2. element 是一个嵌套结构，在 operator+= 中你应该像 typename list<K, V>::element.

那样指定它

3. 使用名称 list（与 std::list 相同）不是一个好主意。

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