嵌套私有类的operator<<重载是否可行？

Question

如何为像以下这样的嵌套私有类重载运算符<<？

class outer {
  private:
    class nested {
       friend ostream& operator<<(ostream& os, const nested& a);
    };
  // ...
};

当尝试在外部类之外使用时，编译器会报隐私问题:

error: ‘class outer::nested’ is private

- pms

Answer 1

你可以将operator<<设为outer的友元函数，或者在nested中完全使用inline实现，例如：

class Outer
{
    class Inner
    {
        friend std::ostream& 
        operator<<( std::ostream& dest, Inner const& obj )
        {
            obj.print( dest );
            return dest;
        }
        //  ...
        //  don't forget to define print (which needn't be inline)
    };
    //  ...
};

- James Kanze

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打印函数应该是一个常量成员函数。如果是 std::ostream& print(std::ostream &out) const，那么 operator<< 可以只有一行代码：return obj.print(dest);。 - Nawaz

为什么std::ostream需要成为Inner的友元？ - Mordachai

因为你不能在Inner中定义它。否则，如果它没有在Inner中定义，你就会遇到一个问题，即它无法访问Inner，因为Inner是Outer的私有成员。 - James Kanze

@Mordachai - 它基本上是类内的一个内联自由函数定义（即不是成员函数）。那个被声明为友元的不是 std::ostream，而是 operator<<( std::ostream& dest, Inner const& obj )。std::ostream & 只是该函数的返回类型。 - Omnifarious

Answer 2

如果你想在两个不同的文件（hh、cpp）中使用相同的函数，你需要这样做两次：

hh:

// file.hh
class Outer
{
    class Inner
    {
        friend std::ostream& operator<<( std::ostream& dest, Inner const& obj );
        // ...
    };

    friend std::ostream& operator<<( std::ostream& dest, Outer::Inner const& obj );
    //  ...
};

cpp：

// file.cpp:
#include "file.hh"

std::ostream    &operator<<( std::ostream& dest, Outer::Inner const& obj )
{
    return dest;
}

- sohorx