Оператор перегрузки <<: невозможно привязать lvalue к 'std:: basic_ostream <char> &&

У меня есть класс, который использует вложенный класс и хочет использовать вложенный класс operator<< для определения operator<< в верхнем классе. Вот как выглядит мой код:

#include <memory>
#include <iostream>

template<typename T>
struct classA {
  struct classB
  {
    template<typename U>
    friend inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                            const typename classA<U>::classB &b);
  };

  classB root;

  template<typename U>
  friend std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                   const classA<U> &tree);
};

template<typename T>
inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                 const classA<T> &tree)
{
  out << tree.root;
  return out;
}

template<typename T>
inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                 const typename classA<T>::classB &b)
{
  return out;
}

int main()
{
  classA<int> a;
  std::cout << a;
}

При компиляции без поддержки С++ 11 определение оператора < для внутреннего класса, похоже, не найден компилятором:
```
so.hpp:24:7: error: no match for ‘operator<<’ in ‘out << tree.classA<int>::root’
so.hpp:24:7: note: candidates are: ...
```

С GCC 4.6 и 4.7 при компиляции с std = С++ 0x:

so.hpp:21:3: error: cannot bind ‘std::ostream {aka std::basic_ostream<char>}’ lvalue to ‘std::basic_ostream<char>&&’
In file included from /usr/include/c++/4.7/iostream:40:0,
                 from so.hpp:2:
/usr/include/c++/4.7/ostream:600:5: error:   initializing argument 1 of ‘std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&&, const _Tp&) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; _Tp = classA<int>::classB]’

Может ли кто-нибудь сказать мне, почему этот код не является законным, и какой лучший способ делать то, что я хочу?

Ответ 1

Bo обеспечил причину, по которой это происходит (тип T не выводим в вызове вложенного operator<<. Простой обходной путь для этого, и то, что я рекомендую в целом, не только здесь, подружившись с шаблоном, а скорее с помощью одной свободной функции. Для этого вам нужно будет определить функцию inline:

template<typename T>
struct classA {
  struct classB
  {
    friend inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                            const classB &b) {
       // definition goes here
    }
  };

  classB root;

  friend std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                   const classA<U> &tree) {
       // definition goes here
  }
};

Существует несколько различий между двумя подходами. Наиболее важным является то, что этот подход заставит компилятор определить нетемплитуемую перегрузку для operator<< для каждого экземпляра шаблона, который, поскольку он больше не является шаблоном, не зависит от вывода аргументов. Другими побочными эффектами являются то, что подход немного более жесткий (вы только подружитесь с одной функцией, в то время как в вашем первоначальном подходе вы подружились с шаблоном и всеми возможными экземплярами (которые могут использоваться как лазейка для доступа к вашим внутренним классам). определенные таким образом функции будут найдены только через ADL, поэтому для компилятора меньше перегрузок operator<<, если аргумент не равен ClassA<T> или ClassA<T>::ClassB.

Как можно получить доступ к вашему подходу

namespace {
   struct intruder {
       ClassA & ref;
       intruder( ClassA& r ) : ref(r) {}
   };
   template <>
   std::ostream& operator<< <intruder>( std::ostream& _, ClassA<intruder> const& i ) {
       std::cout << i.ref.private_member << std::endl;
       return _;
   }
}

Альтернативный

В качестве альтернативы вы можете подружиться с определенной специализацией шаблона. Это решит проблему intruder, поскольку она будет открыта только от operator<< до ClassA<intruder>, что оказывает гораздо меньшее влияние. Но это не решит вашу конкретную проблему, поскольку тип все равно не будет выводимым.

Ответ 2

У вас есть проблема с "не выводимым контекстом" в этом операторе

template<typename T>
inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                                 const typename classA<T>::classB &b)
{
  return out;
}

Компилятор не может понять, какие значения T приведут к classB, который соответствует параметру, который вы хотите передать. Так что этот шаблон не считается!

В режиме С++ 11 компилятор затем находит точное соответствие из стандартной библиотеки

operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&&, const _Tp&)

где он может соответствовать _Tp примерно любому типу, включая classA<T>::classB, но отмечает, что первый параметр не соответствует.

Ответ 3

Попробуйте следующее:

template<typename T>
inline std::ostream& operator<< (std::ostream &out,
                             const classA<T> &tree)
{
   //out << tree.root;
   ::operator<<( out, tree.root);
   return out;
}

и тогда вы получите прямое признание неумелости:

test.cpp:34:3: error: no matching function for call to ‘operator<<(std::ostream&, const classA<int>::classB&)’
test.cpp:34:3: note: candidates are:
test.cpp:23:22: note: template<class T> std::ostream& operator<<(std::ostream&, const     typename classA<T>::classB&)
test.cpp:30:22: note: template<class T> std::ostream& operator<<(std::ostream&, const classA<T>&)

Обходной путь: возможно, вы можете использовать функцию-член в вложенном классе B и использовать его вместо оператора < <... Конечно, это решение имеет множество недостатков, но это может вытащить вас из этой спешки.