将未定义的类设为友元，然后再定义它

Question

交一个不认识的朋友

template<typename T>
class List
{
protected:

    class a {
        int x;
        int y;
    private:
        friend class b;  // <------------ Why this is not an error? 
    };

    template <typename U > class b {  //If that is not a error this should be an error
        int z;
        U y;
    };

    public:
        List() {
            a* ptr = (a *)new unsigned char[sizeof(a)];
        }
};

int main() {
    List<int>  mylist;
}

请浏览此链接，我在代码中以评论形式提出了我的问题。 我正在努力让另一个班级成为我班级的朋友。但在交朋友时并不知道那个班级。允许它的 C++ 规则是什么。 后来我以这样的方式定义该类，它与朋友声明不兼容。为什么不抛出错误。 谢谢

Answer 1

是的，您的代码无效！这是一个有趣的展示，展示了模板如何以微妙的方式改变代码的含义。以下代码有效：

class List
{
public:
    class a {
        typedef int type;
        friend class b; // that's fine!
    };

    template <typename U > class b;
};

class b {
  List::a::type an_int; // allowed to access private member
};

标准为 7.3.1.2/3

如果非本地类中的友元声明首先声明了一个类或函数83)，则该友元类或函数是最内层封闭命名空间的成员。

什么时候是“首次宣布的班级”？那里也这么说

当查找声明为友元的类或函数的先前声明时，并且当友元类或函数的名称既不是限定名称也不是模板 ID 时，最内层封闭命名空间范围之外的范围不会已考虑。

“class b”的查找从 7.1.5.3/2 委托给 3.4.4，3.4.4 又委托给 3.4/7 处的非限定名称查找。现在的所有问题是模板名称“b”在友元声明类 a 中是否可见。如果不是，则找不到该名称，并且友元声明将引用全局范围内新声明的类。 3.3.6/1关于它的范围说

在类中声明的名称的潜在范围不仅包括以下声明区域
名称的声明符，还有所有函数体、默认参数和构造函数 ctor-
该类中的初始值设定项（包括嵌套类中的此类内容）。

忽略一些迂腐的观点，这些观点可能会使此措辞不适用于此处（这是一个缺陷，但在该段落的 C++0x 版本中已修复，这也使其更易于阅读），此列表不包括友元声明，因为该模板名称可见的区域。

但是，友元是在类模板的成员类中声明的。当实例化成员类时，不同将应用查找 - 查找在类模板中声明的朋友名称！标准说

可以在类模板中声明友元类或函数。当模板被实例化时，
它的朋友的名字被视为好像专业化已经在其实例化点明确声明。

因此，以下代码无效：

template<typename T>
class List
{
public:
    class a {
        typedef int type;
        friend class b; // that's fine!
    };

    template <typename U > class b;
};

// POI
List<int>::a x; 

当导致 List::a 被隐式实例化时，名称 a 会在“// POI”中查找，就好像将会有一个明确的专业化声明。在这种情况下，模板 List::b 已经被声明，并且此查找将命中它并发出错误，因为它是模板而不是非模板类。

Answer 2

//运行它-它现在将为您编译

template <typename U > class b; //<----- forward declaration

template<typename T>
class List
{
protected:


        class a {
        int x;
        int y;
        private:
          friend class b<T>;  // <------------ Add <T>
        };
        template <typename U > class b { 
          int z;
          U y;
        };

        public:
        List() {
          a* ptr = (a *)new unsigned char[sizeof(a)];
        }
};

int main() {
    List<int>  mylist;

}

Answer 3

该代码格式不正确，Comeau 拒绝它并给出以下错误，

error: invalid redeclaration of type name "b" (declared at
      line 11)

我认为这是 g++ 中的一个错误。 Intel C++ 也拒绝它。您可以通过在 A 上方定义类 B 来修复代码。

template <typename U > class b { 
        int z;
        U y;
};
class a {
        int x;
        int y;
    private:
        friend class b<T>;  
};