使用 ostream_iterator 将 STL Map 的内容写入输出流

Question

我有一个 map 对象，我想使用 ostream_iterator 将其内容写入屏幕或文件。我重载了输出运算符 (operator<<)，以便它可用于将 pair 类型的对象写入输出流，但是当我尝试编译代码，但收到以下错误消息：

错误：与“operator<<”不匹配（操作数类型是 'std::ostream_iterator >::ostream_type' {又名 'std::basic_ostream'} 和 'const std::pair')
207 | 207 *_M_stream << __值；

我最终使用 for_each 函数来编写内容，但我很好奇是否有一种方法可以使用流迭代器来完成这项工作。 以下是代码摘录：

typedef map<string, int>::value_type map_value_type;

ostream &operator<<(ostream &out, const map_value_type &value) {
  out << value.first << " " << value.second;
  return out;
}

int main() {
  map<string, int> m;

  // code to fill the map

  // The following works with no problem
  for_each(m.begin(), m.end(), [](const map_value_type &val) { cout << val << endl; });

  // This line will not compile
  copy(m.begin(), m.end(), ostream_iterator<map_value_type>(cout, "\n"));
}

奇怪的是，当我强制编译器给出上面的 operator<< 函数中使用的参数的完整类型名称时，它们与错误消息中提到的类型完全匹配，但由于某种原因编译器无法识别使用它。我使用 g++ (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 和 -std=gnu++17 标志，但 Visual Studio 编译器(cl.exe 版本 19.29.30140) 会给出相同的错误。

我还对 operator<< 尝试了以下操作，但没有成功：

ostream &operator<<(ostream &out, const pair<string, int> &val);
ostream &operator<<(ostream &out, const pair<const string, int> &val);
ostream &operator<<(ostream &out, pair<const string, int> &val);
ostream &operator<<(ostream &out, pair<string, int> val);
ostream &operator<<(ostream &out, pair<const string, int> val);

template <typename key, typename value>
ostream &operator<<(ostream &out, const pair<key, value> &val) { ... }

上述所有函数都适用于 for_each 方法，但它们都不适用于 ostream_iterator。

我错过了什么？！

Answer 1

std::ostream_iterator 在内部使用 <<。

当为类型实例化时，<< 将仅通过从实例化点进行依赖于参数的查找来查找 operator<< 重载，而不是通过正常的非限定名称抬头。

对于 pair 类型（map 的元素类型），参数相关查找所考虑的命名空间仅为 :: std，因为其中定义了pair和string。您在全局命名空间中的重载将不会被考虑。

如果您有一个类似 pair 的类型，其中 MyClass 是您在全局范围内自己定义的类，则重载将起作用，因为全局命名空间范围将成为参数相关查找的一部分，作为模板参数 MyClass 的关联命名空间。

使用 lambda 的版本之所以有效，是因为它也从 lambda 的定义点进行正常的非限定查找，从而在全局命名空间中找到重载。

不幸的是，据我所知，对于不依赖于自定义类型的标准库容器专业化，没有符合标准的方法来重载运算符<<，因此它将是通过 ADL 例如通过 std::ostream_iterator 找到。

符合标准是问题所在，因为标准禁止将 operator<< 重载添加到命名空间 std 中，否则从技术上讲可以解决该问题。