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如何与模板类的一个实例化与同一模板中的另一个实例化

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我有一个模板类，它仅将模板参数用于用户界面函数，并在内部将数据保存在某些字段中，如示例中的 i . i 的类型不是模板化的 . 所有实例化必须一起工作并访问 i ，但不能从模板的用户外部访问 i . 问题是如何结交同一模板的不同实例 . 他们必须访问其他实例化的私有数据，并且在内部所有这些实例化都是相同的 .

假设，我想比较模板的不同实例，如下例所示 . 这里 i 用于实例化其他模板参数是私有的，如果我尝试声明这个模板 friend ，它不起作用 . 我知道，我可以在类模板之外定义 operator == ，但是假设我需要做一些函数，比如 is_same ，它必须是一个成员，我希望它的主体在类声明中 .

#include <iostream>

template<typename T>
class C
{
    template<typename U> // ????????
    friend class C;

    template<typename U>
    friend bool operator == (C const& c1, C<U> const& c2) noexcept
    {
      return c1.i == c2.i;
    }

    int i;

  public:

    C(): i {0} {}
    C(int val): i {val} {}

    template<typename U>
    bool is_same(C<U> const& c)
    {
      return c.i == i;
    }

}; // template class C

int main()
{
  C<int>  c1 {5};
  C<char> c2 {5};

  if (c1 == c2) std::cout << "All ok" << std::endl;
  else          std::cout << "Very bad" << std::endl;

  if (c1.is_same(c2)) std::cout << "All ok" << std::endl;
  else                std::cout << "Very bad" << std::endl;

  return 0;
}

编译错误（gcc 5.1 -std = c 14）

~/main.cpp:15:9: error: «int C<char>::i» is private
c++ templates c++14

1 回答

  • 0

    那么为什么这个没有编译成类的内部，并在类外编译 .

    当你有这个：

    template <typename T> struct C { 
  template<typename U>
  friend bool operator == (C const& c1, C<U> const& c2)
  {
    return c1.i == c2.i;
  }
  };
  C<int>() == C<char>()

    在 class C 的外部范围内生成了两个 ::operator== ，在我们的全局命名空间中： ::operator==<char>(C<int> const& c1, C<char> const& c2) （1）和 ::operator==<int>(C<char> const& c1, C<int> const& c2) （2），第一个是 C<int> 的朋友，第二个是朋友 C<char> . 编译器使用（1） . （1）只是 C<int> 的朋友，所以编译时错误 .

    但是如果你编写这样的代码：

    template <typename T> struct C { 
    template<typename U1, typename U>
    friend bool operator == (C<U1> const& c1, C<U> const& c2);
private:
    int i;
};

template<typename U1, typename U>
bool operator == (C<U1> const& c1, C<U> const& c2)
{
    return c1.i == c2.i;
}

    其中 operator== 未在 C 内实现，那么编译器不会生成 operator== 范围之外的 C 它使用已经存在，所以我们有 ::operator==<int, char> 这两个类的朋友 C<int> 和 C<char> . 最后当你有：

    template <typename T> struct C { 
    template<typename U1, typename U>
    friend bool operator == (C<U1> const& c1, C<U> const& c2) {
        return c1.i == c2.i;
    }
private:
    int i;
};

    在 C<int>() == C<char>() 的情况下，您有两个由 ::operator== ::operator==<int>(C<int>const&, C<char>const&) 和 ::operator==<char>(C<int>const&, C<char>const&) 的编译器变体生成，编译器应该在这里生成编译时错误 .

    参考文献c 11标准最后草案，第14.5.4和11.3.5节 .

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