如何定义命名空间中模板上声明的朋友运算符？

Question

我有这样一门课：

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
  //...
  };
}

我一直在尝试分别定义这个operator +，但是我无法让它工作。

我试过：

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但我得到了"C2244‘运算符+'：无法将函数定义与现有声明相匹配“

我试过：

    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    N::C<Mantissa, Fraction> operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }

但我有链接错误。

我试过：

namespace N
{
    template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
    C<Mantissa, Fraction> operator+(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right)
    {
        //...
    }
}

但我也有同样的链接错误。

我不知道问题是什么，也不知道如何解决。operator必须是一个friend，因为它正在访问一个private字段(否则，我将不得不将字段设置为public，如果可以避免的话，我不想这样做)。

Answer 1

operator+在类定义中被声明为非模板函数，但是您试图在以后将它定义为函数模板，它们不匹配。如果要使其成为函数模板，则可以

namespace N
{
  // forward declaration of the class template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C;
  // forward declaration of the function template
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);

  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // the instantiation of operator+ with template parameter of current Mantissa and Fraction becomes friend
    friend C<Mantissa, Fraction> operator + <>(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right);
    //                                      ~~
  //...
  };
}

// definition of the function template
template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
N::C<Mantissa, Fraction> N::operator+(const N::C<Mantissa, Fraction> & left, const N::C<Mantissa, Fraction> & right)
{
    //...
}

如果您想使它成为非模板函数，那么只需在类定义中定义它：

namespace N
{
  template<unsigned Mantissa, unsigned Fraction>
  class C
  {
  //...
  public:
    // defined as non-template
    friend C<Mantissa, Fraction> operator +(const C<Mantissa, Fraction> & left, const C<Mantissa, Fraction> & right) {
      //...
    }
  //...
  };
}