模板类的多参数模板友元operator*函数编译报错求解

错误原因 #

你声明的operator*是包含3个模板参数（std::size_t s、typename T、typename U）的函数模板，而类内的友元声明只指定了1个模板参数U，剩余的s、T无法和类的模板参数正确匹配，且operator * <>的写法需要对应到已声明的模板特化，参数数量不匹配就会触发编译报错。

解决方案 #

方案1：类外实现+权限严格（推荐） #

如果需要把operator*的实现放在类外，同时只想开放权限给对应当前A<s,T>实例的operator*，可以调整函数模板的参数顺序，把独立参数U放在最前面，方便编译器推导匹配：

#include <cstddef>

template<std::size_t s, typename T>
class A;

// 调整模板参数顺序，把U放在第一位
template<typename U, std::size_t s, typename T>
A<s, T> operator *(U const lhs, A<s, T> const& rhs);

template<std::size_t s, typename T>
class A
{
    // Blabla
    
    // 仅给对应当前A<s,T>的operator*实例开放友元权限
    template<typename U>
    friend A<s, T> operator * <U> (U const lhs, A<s, T> const& rhs);
};

// 类外实现
template<typename U, std::size_t s, typename T>
A<s, T> operator *(U const lhs, A<s, T> const& rhs)
{
    A<s, T> res;
    // 你的运算逻辑
    return res;
}

方案2：类内定义（代码最简） #

如果不需要单独做前置声明，可以直接把operator*的实现放在类内部，无需额外处理模板匹配逻辑，且权限天然严格：

#include <cstddef>

template<std::size_t s, typename T>
class A
{
    // Blabla
    
    template<typename U>
    friend A operator*(U const lhs, A const& rhs)
    {
        A res;
        // 你的运算逻辑
        return res;
    }
};

方案3：全量友元声明（快速修复） #

如果不需要严格控制权限，也可以直接声明所有operator*模板实例为友元，修改成本最低：

#include <cstddef>

template<std::size_t s, typename T>
class A;

template<std::size_t s, typename T, typename U>
A<s, T> operator *(U const lhs, A<s, T> const& rhs);

template<std::size_t s, typename T>
class A
{
    // Blabla
    
    // 开放友元权限给所有operator*模板实例
    template<std::size_t _s, typename _T, typename U>
    friend A<_s, _T> operator * (U const lhs, A<_s, _T> const& rhs);
};

// 类外实现
template<std::size_t s, typename T, typename U>
A<s, T> operator *(U const lhs, A<s, T> const& rhs)
{
    A<s, T> res;
    // 你的运算逻辑
    return res;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Oussama Ennafii