Доступ к привату через friend

Question

Есть код:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using std::ostream;
using std::cin;
using std::cout;

template <class T> class Array
{
    int size;
    T *arr;
public:
    Array(int size)
    {
        this->size = size;
        arr = (T*)calloc(size,sizeof(T));
    }
    ~Array()
    {
        free(arr);
    }
    template <T> friend ostream operator << (ostream &stream, const Array<T> array);

};
template <class T> ostream operator << (ostream &stream, const Array<T> array)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < array.size; i++)
        stream<<array.arr[i]<<" ";
    return stream;
}

int main()
{
    Array <int> arr (5);
    cout<<arr;
}

Выдает ошибку на cout:

C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp||In instantiation of 'std::ostream operator<<(std::ostream&, Array) [with T = int; std::ostream = std::basic_ostream]':| C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|35|required from here| C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|9|error: 'int Array::size' is private| C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|27|error: within this context| C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|10|error: 'int* Array::arr' is private| C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|28|error: within this context| c:\mingw\lib\gcc\mingw32\4.8.1\include\c++\bits\ios_base.h|786|error: 'std::ios_base::ios_base(const std::ios_base&)' is private| c:\mingw\lib\gcc\mingw32\4.8.1\include\c++\bits\basic_ios.h|66|error: within this context| c:\mingw\lib\gcc\mingw32\4.8.1\include\c++\ostream|58|note: synthesized method 'std::basic_ios::basic_ios(const std::basic_ios&)' first required here | C:\Users\Работа\Desktop\array.cpp|29|note: synthesized method 'std::basic_ostream::basic_ostream(const std::basic_ostream&)' first required here | ||=== Build failed: 6 error(s), 2 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s)) ===|

Answer 1

Один из вариантов решения проблемы:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using std::ostream;
using std::cin;
using std::cout;

template <class T>
class Array;

template <class T>
ostream& operator << (ostream& stream, const Array<T>& array)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < array.size; i++)
        stream << array.arr[i] << " ";
    return stream;
}

template <class T>
class Array
{
    int size;
    T *arr;
public:
    Array(int size)
    {
        this->size = size;
        arr = (T*)calloc(size, sizeof(T));
    }
    ~Array()
    {
        free(arr);
    }
    friend ostream& operator << <T>(ostream &stream, const Array& array);

};

int main()
{
    Array <int> arr(5);
    cout << arr;
}

P.S. Подробно о том, почему именно так смотрите в ответах к вопросу-дубликату.

Answer 2

Если вы хотите, чтобы любая специализации шаблона оператора << имела доступ к приватным членам любой специализации шаблона Array, то

template <typename T> class Array
{
  ...
  template <typename U> friend ostream &operator << (ostream &stream, const Array<U> &array);
};

template <typename T> ostream &operator << (ostream &stream, const Array<T> &array)
{
  ...
}

Если же вы хотите, чтобы доступ имела именно и только специализация << для того же самого типа T, для которого специализирован Array, то

template <typename T> class Array;
template <typename T> ostream &operator << (ostream& stream, const Array<T>& array);

template <typename T> class Array
{
  ...
  friend ostream &operator << <T>(ostream &stream, const Array<T> &array);
};

template <typename T> ostream &operator << (ostream &stream, const Array<T> &array)
{
  ...
}

Более того, в последнем случае можно воспользоваться дедукцией шаблонных аргументов и "сократить" friend-объявление до

  friend ostream &operator << <>(ostream &stream, const Array<T> &array);

т.е. убрать T из <T> в объявлении оператора.

Вам в данном случае нужен именно второй вариант. Первый тоже будет работать, но он избыточен.