定义 ostream 运算符的友元函数

Question

我想定义一个 ostream 运算符，让我轻松输出 alglib::complex 类型的变量。为了提供一个不包含 alglib 库的工作示例，我将在下面重载 complex<double> 的输出（此说明是由于问题的早期版本）。在头文件中 "my_class.h" 我有

using namespace std;
#include <complex>
#include <iostream>

class my_class {

    public:

    ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a) {
        os << "(" << real(a) << "," << imag(a) << ")";
        return os;
    }

    void output(complex<double>);

    my_class() {}
    ~my_class() {}
};

在源文件中 "my_class.cpp" 我有

#include "my_class.h"

void my_class::output(complex<double> cd) {
    cout << cd << endl;
}

终于有了主方法文件"run_my_class.cpp":

#include "my_class.h"

int main(int argc, const char* argv[]) {

    my_class obj;
    complex<double> cd=complex<double>(1.0,-1.0);
    obj.output(cd);

}

我尝试使用

编译

g++ -c my_class.cpp

但这给了我错误

my_class.h:9:62: error: ‘std::ostream& my_class::operator<<(std::ostream&, std::complex<double>)’ must take exactly one argument
 ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a) {

但是，如果我将运算符定义为朋友，即friend ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a)，它会编译，我会编译主要方法：

g++ run_my_class.cpp my_class.o -o run_my_class

它可以正常工作。然而，这并不是 friend 关键字的用途。有没有更好的方法来完成这项工作？

Answer 1

由于 operator << 将在 std::ostream 上调用，您不能将此过程定义为 my_class 的 成员函数 ，您有将其定义为 全局函数 ，因为它是 std::ostream 的操作，而不是 my_class.

通过将 friend 关键字放入声明中，您是说要将 operator << 声明为友元 全局函数（不是成员函数！）。 C++ 标准允许您将友元函数的定义放在那里，但它不会是成员函数。和下面一样，更清楚：

#include <complex>
#include <iostream>

class my_class {

public:

    friend ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a);

    void output(complex<double>);

    my_class() {}
    ~my_class() {}
};

std::ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a) {
    os << "(" << real(a) << "," << imag(a) << ")";
    return os;
}

正如评论中已经指出的那样，这里不需要使用 friend。

与问题无关，但请注意，在头文件中解析命名空间通常是一个非常非常糟糕的主意，因为包括它在内的所有其他文件也会隐式解析该命名空间。它很容易导致长运行.

中令人烦恼的编译错误

Answer 2

我不会称之为更好的方式，而是更清晰的方式。

又是你的流媒体运营商：

ostream& operator << (std::ostream& os, complex<double> a) {
        os << "(" << real(a) << "," << imag(a) << ")";
        return os;
}

它的第一个参数是输出流。由于您无权访问输出流，因此不能将输出流运算符用作成员函数，除非您使其成为 class.

的友元

如果您想避免使用 friend，您始终可以将其定义为 class 之外的函数，这是最常见的方式。

定义 ostream 运算符的友元函数

Friend function defining an ostream operator

c++

class

operators

friend

ostream