C++中模板类使用友元模板函数 和友员非模版函数！使用不当出现编译错误：无法解析的外部符号…

在c++海大本科课程设计的最后章节（模板使用 ）中涉及到了在Mat类模板中定义友元函数friend Mat<T> operator+(Mat<T> &m, T num);//所有元素加上同一数值;   

声明在类中进行如上的声明，定义在类外进行模板函数的定义，链接报错：

 error LNK2001: 无法解析的外部符号 "class Mat<double> __cdecl operator+(class Mat<double> &,double)" (??H@YA?AV?$Mat@N@@AAV0@N@Z)
1>D:\Installation Package\VC6cn\MyProjects\overload_abstract_template\template\Debug\template.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令

对在类模板中的友元函数operator+声明前加上一句：template< typename T> 就可以正常运行了，那么究其原因，下面对类模板的友元函数进行了总结整理：（下面部分内容对http://blog.sina.com.cn/s/blog_7c2c21230100svc3.html进行了引用，同时感谢博主！）

在类模板中可以出现三种友元声明：
（1）普通非模板类或函数的友元声明，将友元关系授予明确指定的类或函数。
（2）类模板或函数模板的友元声明，授予对友元所有实例的访问权。
（3）只授予对类模板或函数模板的特定实例的访问权的友元声明。

要注意的是，友元函数并非成员函数，是改变了它对类成员的访问权限。

（1）没有什么好说的，如：

template<class T>

class A{

   friend void fun();

//...

};
此例中fun可访问A任意类实例中的私有和保护成员

（2）

template<class T>

class A{

  template<class T>

   friend void fun(T u);

//...

};

这时友元使用与类不同的模板形参，T可以是任意合法标志符，友元函数可以访问A类的任何类实例的数据，即不论A的形参是int，double或其他都可以。

（3）

template<class T>

class A{

   friend void fun<T>(T u);

//...

};

此时fun只有访问类中特定实例的数据。换句话说，此时具有相同模板实参的fun函数与A类才是友元关系。即假如调用fun时其模板实参为int，则它只具有A<int>的访问权限。当然friend void fun<T>(T u);中<>中的T可以是任意类型，比如int，double等

回到原问题，按（3）可改为：
template <class T> class List{
    friend std::ostream& operator << <T>(std::ostream& os,const List<T>& slist);
    //……
};

按（2）可改为：

template <class T> class List{

    template <class T>
    friend std::ostream& operator << (std::ostream& os,const List<T>& slist);
    //……
};
在这里其实两者实现的最终效果一样的，因为调用输出运算符时需要访问的类实例的对象是它本身，所以形参T在第一种改法中一定匹配。

　　

 

对类建立友元函数很容易。但是迁移到模板上却容易出现让人摸不着头脑的连接错误。
层次不够，不做分析，单纯介绍两种为类模板定义友元函数的方法

　　１　封闭型

template< typename T >
class MyClass
{
    friend void function( MyClass< T > &arg )
    {
        
     }
 };

　　要点：友元函数定义在模板体内。

       ２　开放型

template< typename T >
class MyClass
{
    template< typename C >
    friend void function( MyClass< C > &arg );
 };

template< typename C >
void function( MyClass< C > &arg )
{
    
 }

　　要点：模板体内要另建模板。 
　　
　　3 告诉编译器声明的设个是模板

#include <iostream>
using namespace std;

template < typename T >
class A
{
    friend ostream &operator<< < T >( ostream &, const A< T > & );
 };

template < typename T >
ostream &operator<< ( ostream &output, const A< T > &a )
{
    output << "重载成功" << endl;
    return output;
 }

int main()
{
    A< int > a;
    cout << a;
 }

要点：显示地在重载的运算符或者函数后面加上模板声明< T >，告诉编译器友元函数是一个类型一致的模板。

 建议：
            如果希望使用函数与模板特化的类型相对应，则使用方法3（模板显示声明）
            如果希望使用函数与模板特化的类型相独立，则使用方法2（二重模板）
            简短的内联函数使用方法1