模板类中的朋友函数

Question

我试图使乘法运算符成为名为TVector3的模板类的朋友。我读过，我可以在类声明中声明朋友函数之前，对其进行前向声明，但我这样做的尝试是徒劳的。我知道我可以简单地定义friend函数而不是声明它，但我希望它能与前向声明技术一起工作。

特别是，我试图为我的案例实施这个解决方案。我发现这篇文章也是David Rodriguez给出的解决方案（第三个版本），但我不知道我做错了什么。

我使用'g template.cpp tempmain.cpp a'进行编译，编译器（g）给出了以下错误：

未定义引用射线::TVector3射线::运算符*（浮点，射线::TVector3 const

对于以下代码：

模板. h:

#ifndef TVECTOR_H
#define TVECTOR_H

#include <cmath>

namespace ray
{
    //forward declarations
    template <class T> class TVector3;
    template <class T> TVector3<T> operator* (T, const TVector3<T> &);

    template <class T>
    class TVector3 {

        public:
            union {
                struct {
                    T x, y, z;
                };
                T xyz[3];
            };

        //function needed
        friend TVector3<T> operator*<T> (T, const TVector3<T> &);
    };

}

#endif

template.cpp：

#include "template.h"

using namespace ray;

//friend operator function
template<class T> TVector3<T> operator * (T f, const TVector3<T> &v)
{
    return TVector3<T>(f * v.x, f * v.y, f * v.z);
}

//instantiate template of type float
template class TVector3<float>;

tempmain.cpp：

#include <iostream>
#include "template.h"

int main()
{
    ray::TVector3<float> v1, v2;

    v2.x = 3;
    v1 = 4.0f * v2; //this reports as undefined

    std::cout << v1.x << "\n";

    return 0;
}

这是完整的源代码。我做错了什么？

Answer 1

您应该显式实例化运算符*，它的工作方式如下

using namespace ray;

//friend operator function
template<class T> TVector3<T> ray::operator * (T f, const TVector3<T> &v)
{
    return TVector3<T>(f * v.x, f * v.y, f * v.z);
}

//instantiate template of type float
template class TVector3<float>;
template TVector3<float> ray::operator*<float>( float, TVector3<float> const& );

请记住，如果您编写运算符*代替ray::运算符*编译器无法知道您的意思是ray::运算符*并且您没有在全局命名空间中声明新运算符！

不要忘记定义TVector3（T x_，T y_，T z_）:)

Answer 2

一般来说，模板应该在标题中定义。如果在cpp文件中定义了它们，则需要手动实例化模板。您正在为类模板执行此操作，但没有实例化运算符*模板。

template TVector3<T> operator*<T> (T, const TVector3<T> &);

此外，我建议您不要使用模板化的< code >操作符*,而是通过在类模板中声明和定义非模板自由函数:

template <class T>
class TVector3 {
//function needed
    friend TVector3<T> operator*(T f, const TVector3<T> & v) {
       return TVector3<T>(f * v.x, f * v.y, f * v.z);
    }
};

这具有免费函数(它允许第一个参数的转换)和模板(它将按需生成免费函数——即不需要手动提供所有实现)以及有限可见性(它只能通过ADL查找)的优点