C++で配列をテンプレートで扱って、operator<<をオーバーロードしたい

Question

競プロにおいて、

int A[3] = {1, 2, 3};
cout << A << "\n";

のようなことをしたくてoperator<<をオーバーロードしようとしたのですが、つまづいてしまいました。

http://koyumeishi.hatenablog.com/entry/2016/02/01/152426

このサイトで、vector<T>でのオーバーロードがあったので、これを参考に自分で書いてみたのですが、うまくいきません。

template<typename T, size_t SIZE>ostream& operator<<(ostream& os, T(&arr)[SIZE]){
  os<<"{";
  for(int i=0;i<SIZE;++i)
    os<<(i?", ":"")<<arr[i];
  os<<"}";
  return os;
}

これだと、const char[SIZE]も含まれてしまい、「os<<"{";がambiguousだよ」と怒られます(それはそう)。オーバーロードで実装するとしたら、どうするのがいいのでしょうか？

追記

単にdebug_arr(T(&arr)[SIZE])という関数として実装しようとすると、二次配列のときにうまくデバッグができないので、オーバーロードでの実装を知りたいです。

template<typename T, size_t SIZE>void debug_arr(2T(&arr)[SIZE]){
  cout<<"{";
  for(int i=0;i<SIZE;++i)
    cout<<(i?", ":"")<<arr[i];
  cout<<"}";
}
int A[2][3] = {
  {1,2,3},
  {4,5,6},
};
debug_arr(A); // {配列のアドレス,配列のアドレス}という出力がされる

Answer 1

オーバーロードで実装するとしたら、どうするのがいいのでしょうか？

多少強引ですが、競プロ目的であれば「char配列だけ除外」するのはいかがでしょう。（char配列はそうそう使わないだろうという仮定）

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;

template<typename T, size_t SIZE>
enable_if_t<!is_same_v<char, remove_cv_t<T>>, ostream>&
operator<<(ostream& os, T (&arr)[SIZE])
{
  os<<"{";
  for(size_t i=0;i<SIZE;++i)
    os<<(i?", ":"")<<arr[i];
  os<<"}";
  return os;
}

Comments

[yohhoy]

Chironianさん回答と同じ内容を、違う実装方法で書いてるだけでした。SFINAEを発火させる場所が違うだけですね。

Answer 2

こんにちは。

クラス・テンプレートなら部分特殊化するところ（Tからconstを除いた型がchar型でない）ですね。
関数テンプレートはオーバーロードにて部分特殊化できます。

#include<iostream>
#include<type_traits>

template<typename T, size_t SIZE, std::enable_if_t<!std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, char>, std::nullptr_t> = nullptr>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, T(&arr)[SIZE])
{
  os<<"{";
  for(std::size_t i=0;i<SIZE;++i)
    os<<(i?", ":"")<<arr[i];
  os<<"}";
  return os;
}

int main()
{
    int A[3] = {1, 2, 3};
    std::cout << A << "\n";
}

wandbox

微妙に手抜きしているので C++17 が必須です。*_tや*_vをやめればC++11でもコンパイルできます。
でも、typenameを書かないといけなくなります。

Answer 3

C++20で配列からstd::arrayへの変換ができるらしいので
そっち使うのも将来的にはありじゃないかなと

#include <array>
#include <iostream>

template <typename T, size_t SIZE>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const std::array<T, SIZE> &array)
{
    bool head = true;
    for(const auto& it : array){
        os << (!head?", ":"") << it;
        head = false;
    }
    return os;
}

int main()
{
    int a[] = {1,2,3,4};
    auto aa = std::to_array(a);
    char b[] = "abcd\0efg";
    std::cout << aa << "\n";
    std::cout << b << "\n";
    std::cout << std::to_array(b);
}