如何参数化设计支持多进制输出的C++模板输出运算符？

出于练习目的，用户希望编写一个模板类，用于将十进制数打印为各类其他数制（如十六进制、八进制）的格式。

预期使用效果 #

理想的使用代码如下：

int main() {
    Num<hex> k_hex = 20;
    Num<Oct> k_oct = 20;
    std::cout << k_hex << std::endl;  // 输出 "0x14"
    std::cout << k_oct << std::endl;  // 输出 "0o24"
}

初步实现尝试 #

用户计划为Num类编写模板，将对应数制的类型作为模板参数传入，写出的初版代码如下：

template<typename B>
struct Num {
    int i;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const int& i) {
        return os << std::template B << i;
    }
};

核心疑问 #

用户目前需要解决的问题是：如何设计各类数制对应的类型类？

• 初步猜测这类数制类型需要封装流操纵符能力，支撑实现os << std::template B << i的输出逻辑
• 初步尝试编写的hex结构存在设计不明确的问题，不确定成员应当返回什么内容，写出的试验代码如下：

struct hex {
    using returnType = typename std::function<std::ostream& (std::ostream& os, int i)>;

    template<typename base>
    static returnType base = [](std::ostream& os, int i) {
        return os << std::ios::base << i;
    }
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TMOTTM