LNK2019：无法解析的外部符号 “class std::basic_ostream ...（template 的声明）

一、问题：

今天在实现 vector 时，发现出现了一个错误：

它说，不认识 ostream，我在重载<< 符号时，使用了 ostream，而且头文件 <ostream> 也包含了，std 的作用域限定符也写了，它怎么会不认识 ostream 呢，也不是不认识，编译的时候是认识的，但链接的时候出错了，真是奇怪了？？？

下面是代码：

#pragma once

#include<iostream>
#include<ostream>
#include<cstdlib>

namespace zzz
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		typedef const T* const_iterator;
		
		friend std::ostream& operator <<(std::ostream& out, const vector<T>& v);
		
		...
		...  //中间是实现的各个成员函数 
		
	private:
		iterator _begin = nullptr;
		iterator _finish = nullptr;
		iterator _endofstorage = nullptr;
	};
	template <class T>
	std::ostream& operator << (std::ostream& out, const vector<T>& v)
	{
		for (auto& e : v)
		{
			out << e << " ";
		}
		return out;
	}
}
	

二、解决：

1. 问题

其实，问题在这里：

friend std::ostream& operator <<(std::ostream& out, const vector<T>& v);
//
//
template <class T>
std::ostream& operator << (std::ostream& out, const vector<T>& v)
{
	for (auto& e : v)
	{
		out << e << " ";
	}
	return out;
}

大家有看出问题吗？
是类内声明友元的时候，没有 template <class T> 的声明。

添加上 template<class T> 之后，程序就可以正常的运行了。
但是，定义 vector 类的时候，不是有声明 T 模板类型吗，为什么这里不能用类的 template 声明，而要再写一遍？

2. 解释

一次 template 可以控制的范围，我总结为：物理范围+逻辑范围。

① 类模板

类模板托管写在类内的属于类的成员：

• 写在类外的成员函数
  当类模板的成员函数写在类外时，每个成员函数都要单独写 template（不知道大家知不知道这一点），如下：
  
  其实此时的成员函数已经超出类的 template 声明的范围了，我们大概可以这样理解：
  

• 友元函数
  对于友元，它根本不属于类，所以不能使用人家类的 template 声明，而你自己又是一个函数模板，所以自然要自己声明了：
  
  当在类内声明友元时，即使声明的代码没有用到模板类型（T），也要声明 template，如果不声明 template ，它会认为是一个普通函数，而函数定义处，定义的是一个函数模板，两个对不上，会报错：
  

② 函数模板

函数模板托管的就是下面紧接着的一个函数：
普通的函数模板没什么要说的，但关于成员函数成为了一个函数模板，还是有必要提一下的：

所以，我们可以看到，类模板的成员函数本身是普通函数，但也是可以成为函数模板的，一旦成为函数模板，那使用的时候就要注意一下了。

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