模板类的模板友元函数

Question

我想知道如果函数的模板参数包括但不限于类的模板参数，如何使函数成为类的朋友并在类外定义函数。

例如，我有以下模板类和模板朋友函数：

template<int N>  class Matrix;
template<typename T, int N> Matrix<N> operator*(const Matrix<N> &m1, const T &m2);

// class definition
template<int N>
class Matrix{
  template<typename T>
  friend Matrix<N> operator* (const Matrix<N> &m1, const T &m2);
};

// friend function definition
template<typename T, int N> Matrix<N> operator*(const Matrix<N> &m1, const T &m2)
{
    return m1; // just as an example
}

如果我编译：

Matrix<3> m;
m * 1.0;

我会得到以下链接器错误：

test.cc:(.text+0x1c7): undefined reference to `Matrix<3> operator*<double>(Matrix<3> const&, double const&)'
collect2: error: ld returned 1 exit status

Answer 1

你的种类不匹配。

您最初的声明和后来的定义有这样的签名：

template<typename T, int N>
Matrix<N> operator*(const Matrix<N> &m1, const T &m2);

这是一个采用两个模板参数的函数模板：T 和 N。

然而，在您的类中，您作为朋友创建了一个具有以下签名的函数模板：

template<typename T>
friend Matrix<N> operator* (const Matrix<N> &m1, const T &m2);

这只有一个模板参数：T. N 在这里是固定的。此友元声明还声明此函数模板。这是一个更好的匹配，但实际上没有定义，因此你看到的行为。

我认为你有两个选择。

>

删除运算符*的名称空间范围声明，只需在矩阵”的定义中声明和定义友联的操作符*。

更改友元声明以匹配命名空间范围声明：

template<typename T, int M>
friend Matrix<M> operator* (const Matrix<M> &m1, const T &m2);

（1） 通常是更好的选择-不需要在全局范围中添加更多的运算符*，这有利于编译时间。