如何正确重载ostream <<操作符？

我正在用C ++写一个小的矩阵库，用于矩阵运算。但是我的编译器抱怨，以前没有。这段代码在架子上放置了6个月，在此之间，我将计算机从debian etch升级到lenny（g ++（Debian 4.3.2-1.1）4.3.2），但是在具有相同g ++的Ubuntu系统上，我遇到了同样的问题。

这是我的矩阵类的相关部分：

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

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

和“实现”：

using namespace Math;

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

    [...]

}

这是编译器给出的错误：

matrix.cpp：459：错误：'std :: ostream＆Math :: Matrix :: operator <<（std :: ostream＆，const Math :: Matrix＆）'必须正好采用一个参数

这个错误让我有些困惑，但是在过去的6个月里，我使用很多Java语言后，我的C ++再次变得有点生锈。:-)

您已将函数声明为friend。它不是课程的成员。您应该Matrix::从实现中删除。friend表示指定的函数（不是类的成员）可以访问私有成员变量。实现函数的方式就像Matrix是错误的类的实例方法。

只是告诉您另一种可能性：我喜欢为此使用朋友定义：

namespace Math
{
    class Matrix
    {
    public:

        [...]

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

该函数将自动定位到周围的名称空间中Math（即使其定义出现在该类的范围之内），但除非使用带有Matrix对象的operator <<，它将使依赖于参数的查找找到该运算符定义，否则该函数将不可见。有时这可能有助于模棱两可的调用，因为它对于除Matrix之外的参数类型是不可见的。在编写其定义时，您也可以直接引用Matrix中定义的名称以及Matrix本身，而无需使用一些可能长的前缀来限定名称并提供诸如的模板参数Math::Matrix<TypeA, N>。

要添加到Mehrdad答案中，

namespace Math
{
    class Matrix
    {
       public:

       [...]


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

在您的实施中

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

假设我们正在讨论operator <<从其派生std::ostream来处理Matrix该类的所有类的重载（而不是<<为Matrix类重载），则在标头的Math命名空间之外声明重载函数更有意义。

仅当无法通过公共接口实现功能时，才使用朋友功能。

矩阵

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

请注意，运算符重载是在名称空间之外声明的。

矩阵文件

using namespace Math;
using namespace std;

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

另一方面，如果确实需要让您的重载函数成为朋友，即需要访问私有成员和受保护成员。

数学

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

您需要使用名称空间块（而不是）将函数定义括起来using namespace Math;。

矩阵文件

using namespace Math;
using namespace std;

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

在C ++ 14中，您可以使用以下模板来打印具有T :: print（std :: ostream＆）const;的任何对象。会员。

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

在C ++ 20中，可以使用Concepts。

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; 
}