以模板的方式重载"operator <<"需要注意的地方

当我们用C++进行后台开发的时候，常常需要知道某一时刻一个容器的内容。

通常，我们的做法是利用迭代器将容器内容打印到日志文件中，然后进行观察分析。如果每次打印都去找迭代器的麻烦，显然不是我们想要的。这样，顺理成章的我们就想到了封装函数。

为了更方便的使用封装的函数，我们可以采用重载"operator <<"的方式，用流输出的方式直接打印容器内容（google的glog就支持以流的方式打印日志）。支持了流输出运算符之后，不仅打印日志方便，直接输出到cout也很方便。

但是容器有很多种，为每种容器单独定义一个函数未免显得太过麻烦，于是我们可以用模板。很自然，我们会想到以下形态：

template < typename CON >

ostream & operator << (ostream &os, const CON &con)

{

    for(CON::const_iterator cit = con.begin(); cit != con.end(); cit++)

    {

        cout << *cit << ' ';  // 编译错误 error C2593: “operator <<”不明确

    }

    return os;

}

这样看似没有任何问题了，但是后面一旦调用，就会发现上述注释行有错C2593，这是为什么呢？因为这里编译器不知道这个地方的“<< ' '”输出空格这个动作，到底是在递归调用还是在调用标准的函数定义（后面是标准定义，于<ostream>头文件的869行）：template<class _Elem,class _Traits> inline basic_ostream<_Elem, _Traits>& __CLRCALL_OR_CDECL operator<<(basic_ostream<_Elem, _Traits>& _Ostr, _Elem _Ch)。

编译器不能确定当然就错了。

出错的原因是因为标准定义中，两个参数均使用了模板参数 _Elem，相当于前后强制进行了关联；而我们的定义前后两个参数并没有进行关联（ostream就是typedef basic_ostream<char, char_traits<char> > ostream），因此在我们定义的时候，系统认为这两个是相互不同的模板函数的重载，但是当我们调用“<< ' '”来输出字符的时候，就恰巧使两个模板都能使用了，而且这两个模板没法比较谁更特例化，因此编译器就无法判断使用谁了。

综上，我们就要从根本的问题来解决：两个模板是不同的重载，但是又存在交叉，我们就将两个函数做成包含关系，让系统的标准定义成为我们定义的子集（成为我们定义的特例化），于是修改我们的定义如下：

template < typename a_char, typename a_trait, typename CON > basic_ostream<a_char,a_trait>& operator << (basic_ostream<a_char,a_trait>& os, const CON & con){...}

函数体实现和上面一样，这样就能编译通过了。

不过还有个问题，对于map，其迭代器指向的是pair类型，因此还需要增加以下重载来迎合map的打印：

template < typename K, typename V >
ostream & operator << (ostream &os, const pair<K, V> &p)
{
    os << '(' << p.first << ',' << p.second << ')' << flush;
    return os;
}

这里为什么又直接用ostream了呢？因为第二参数作为pair，C++标准函数并没有对pair进行流输出的定义，因此不会出现编译器无法确定该调用谁的问题。

类似的，如果需要打印的容器中的类型不支持流输出，就再对其进行流输出定义的重载就行了。

这样一来，几乎全部容器都能很方便的利用流输出进行cout打印和日志打印了（glog）。

最后：特别感谢 ri_aje 的指点，有了您的指点，我才明白了这个问题，谢谢！