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类模板的朋友功能

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我有一个类模板 Foo<T> .

我想实现一个非成员函数 Bar ，它需要两个 Foo 并返回一个 Foo . 我希望 Bar 成为非成员，因为调用者编写 Bar(f1, f2) 比 f1.Bar(f2) 更自然 . 我也希望 Bar 是 inline ，因为计算是微不足道的 .

template <typename T>
inline Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs) {
  ...
}

诀窍是 Bar 需要访问 Foo 's private data. I' d不想拥有私有数据的访问者 - 有's no good reason to expose the private data to users. So I' d想让 Bar 成为 Foo 的朋友 .

template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;
    friend Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs);
};

这是我遇到麻烦的地方 . 编译器抱怨：

当友元声明引用函数模板的特化时，不能使用内联说明符 .

这个规则是由标准规定还是特定于MSVC？

这是我尝试过的：

  • 使 Bar 成为const公共成员函数，然后声明一个只返回 lhs.Bar(rhs) 的非成员版本 . 这似乎是最不讨厌的解决方案 .

  • 删除 inline 提示，知道编译器将决定内联而不管提示 . 这是否违反了单一定义规则？它仍然必须在头文件中定义，因为它是一个函数模板 .

  • 使用虚拟模板类型声明成员函数：

template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;

    // Note that this declaration doesn't actually use Dummy.  It's just there to
    // satisfy the compiler.     
    template <typename Dummy>
    friend Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs);
};

我不完全确定为什么会这样，但它确实满足了编译器 .

有更好的解决方案吗？

c++ friend function-templates non-member-functions

3 回答

  • 5

    我最喜欢选项1：

    template <typename T>
inline Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs) {
    return lhs.Bar(rhs);
}

template <typename T>
class Foo {
  ...
    Foo<T> Bar(const Foo<T> &other) const;
  private:
    T w, x, y, z;
};

    然后该功能安全地包含在类中，但为方便起见，您提供了一个包装函数 .

    回复于
  • 2

    Bar是一个模板，因此它也必须是朋友声明中的模板 .

    您不一定要使用虚拟参数，但可以使用

    template <typename U>
 friend Foo<U> Bar(const Foo<U> &lhs, const Foo<U> &rhs);

    您不能在此处使用T作为模板参数，因为范围中已存在外部T.

    回复于
  • 1

    如果计算是微不足道的，我会写：

    template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;
  public:
    friend Foo Bar(const Foo &lhs, const Foo &rhs) {
        ...
    }
};

    这不会与ODR相悖 - 它是一个具有外部链接的内联函数（3.2 / 5将其从ODR中排除，但定义相同，7.1.2 / 3表示它是内联的） .

    但是，这并没有定义函数模板 Bar<T> ，它只是为 Bar 定义了一组函数重载 . 可能有一些原因，在问题中没有说明，这意味着这对你不起作用，因为你实际上需要模板 .

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