如何为具有相同模板的模板类定义和使用友元函数？

Question

我编写了以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
class AA
{
  T a;

public:
AA()
{
 a = 7;
}

friend void print(const AA<T> & z);
};

template <class T>
void print(const AA<T> & z)
{
    cout<<"Print: "<<z.a<<endl;
}

void main()
{
AA<int> a;
print<int>(a);
}

并收到以下错误：

error C2248: 'AA<T>::a' : cannot access private member declared in class 'AA<T>'
1>        with
1>        [
1>            T=int
1>        ]
1>        c:\users\narek\documents\visual studio 2008\projects\aaa\aaa\a.cpp(7) : see declaration of 'AA<T>::a'
1>        with
1>        [
1>            T=int
1>        ]
1>        c:\users\narek\documents\visual studio 2008\projects\aaa\aaa\a.cpp(30) : see reference to function template instantiation 'void print<int>(const AA<T> &)' being compiled
1>        with
1>        [
1>            T=int
1>        ]

出了什么问题？

PS 我使用的是 Visual Studio 2008。

Answer 1

问题是，当您执行类似操作

template<class T>
class AA {friend void print(const AA<T>&);};

并实例化 AA

AA<int> a;

时，友元声明将被实例化，就像

friend void print(const AA<int>&);

非模板函数一样！这意味着编译器不会将友元声明与您的 print 函数相匹配。

解决方案基本上是在 AA 之前声明 print 并明确告诉编译器您的友元声明正在谈论模板函数。像这样：

#include <iostream>
using namespace std;

//forward declare AA because print needs it
template<class T>
class AA;

//declare print before AA to make the friend declaration
//match with this function
template<class T>
void print(const AA<T> & z);

template <class T>
class AA
{
        //the <> is needed to make sure the compiler knows we're
        //dealing with a template function here
        friend void print<>(const AA<T> & z);

    public:
        AA() {a = 7;}

    private:
        T a;
};

//implement print
template<class T>
void print(const AA<T> & z)
{
    cout<<"Print: "<<z.a<<endl;
}

int main()
{
    AA<int> a;
    print(a);
}

如果您不在友元声明中添加 <> ，看看会发生什么是很有趣的。您将收到链接器错误。为什么？好吧，因为编译器无法将友元声明与模板 print 函数相匹配，所以它会隐式假设

void print(const AA<int>&);

存在带有原型的函数。由于我没有显式地为 print 的调用提供模板参数（这不是必需的，因为编译器应该能够推断出这一点），编译器将将此调用与声明为的函数相匹配朋友。该函数没有实现，因此出现链接器错误。

Answer 2

您还可以在类定义中定义友元函数：

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
class AA
{
    T a;
  public:
    AA()
    {
      a = 7;
    }

    friend void print(const AA<T> &z)
    {
      cout<<"Print: "<<z.a<<endl;
    }
};

int main()
{
  AA<int> a;
  print(a);
}