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类模板中的友元
2024-12-19 09:41

传统友元类的概念是:让某个类B成为另外一个类A的友元类,这样的话,类B就可以在其成员函数中访问类A的所有成员(成员变量、成员函数),而不管这些成员在类A中是用什么修饰符(private、protected、public)修饰的。如果现在类A和类B都变成了类模板,那么能否让类模板B成为类模板A的友元类模板呢?这要分3种情况讨论。

1.让类模板的某个实例成为友元类

在main()主函数中添加代码:

上面这段代码编译后会报错,因为类模板B的callBAF()成员函数要访问类模板A的私有成员变量data,这是不允许的。那么,如果类模板B成为类模板A的朋友,显然就会解决编译出错的问题。于是,调整类模板A的代码,增加一个friend声明,调整后的类模板A的代码如下。

此外,还需要在类模板A定义的前面增加针对类模板B的声明(如果B不是类模板,而只是一个普通类,就不需要增加针对类B的声明)。

从上面的代码中可以看到,实际是让类模板B的特定类模板实例(也就是B<long>)成为类模板A的友元类。也就是说,B<long>实际上代表的是一个具体的类(如果B不是类模板,而是普通类,就不需要增加针对类B的声明)。

2.让类模板成为友元类模板

前面的代码只是让B<long>成为类模板A的友元类,如果调整main()主函数中的代码B<long>为B<int>,则再次运行会报错。因为B<int>并不是类模板A的友元类,如果把整个类模板B变成类模板A的友元类模板,这个问题就解决了,而且不需要再类模板A定义前增加针对类模板B的声明。

现在,类模板B成立类模板A的友元类模板。

函数模板可以被声明为友元函数,首先定义一个普通的函数模板。

当要调用func()函数时:

现在,在func()函数模板的前面增加一个Men类的定义:

修改func()函数模板中的代码:

1. 让函数模板的某个实例成为友元函数

在main()函数中,func(2, 3)会实例化出。所以把实例化后的func<int, int>函数声明为Men类的友元,在Men类中添加代码:

尖括号中的内容叫做模板实参,两个模板实参可以从func()的圆括号指定的实参推导出来,因此尖括号中的内容可以省略,也可以保留一个,但是尖括号不能省略。

同时,在Men类定义的上面添加函数模板func()的声明:

2. 友元模板

上面的实例中,只是将函数模板func()的某个实例成为Men类模板的友元函数。为了应对不同的情况,可以让函数模板成为Men类模板的友元模板。

方法是在Men类模板的定义中添加代码行:

如此则不需要在类模板Men定义的前面增加针对函数模板的声明。

3. 在类模板中定义友元函数

可以在一个类模板中定义(不是声明)一个友元函数,这种友元函数是能够被调用的,而且只有在被调用时,编译器才会实例化这个函数。虽然下面的函数func2()的定义写在了Men类模板中,但是应该把它看作一个全局函数,不接受Men类模板的限制。

在main()函数中添加代码:

值得一提的是,如果func2()的代码非常简单,编译器会将func2()当作内联函数来处理。

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