向前声明的朋友模板类不需要包含标题文件

Question

让我们有一个抽象的模板类堆栈，该堆栈将从模板中的第二类参数继承实现。

// file Stack.h
template <class T, template<typename> class Implementation>
class Stack : private Implementation<T>
{
public:
    Stack() {}
    virtual ~Stack() {}
    void push(const T& x) { Implementation<T>::push(x); }
    void pop() { Implementation<T>::pop(); }
    const T& top() { return Implementation<T>::top(); }
    bool empty() const { return Implementation<T>::empty(); }
};

然后，我们有一个将提供实现的类，然后用于实例化模板。

// file ListStack.h
template <class Elem>
class ListStack
{
private:
    size_t _size;
    struct ListNode
    {
        Elem _elem;
        ListNode * _next;
    };
    ListNode * _top;

    ~ListStack();
    friend class Stack<Elem, ListStack>;
public:
    ListStack();
    
    bool empty() const;
    const Elem& top() const;
    void pop();
    void push(const Elem & value);
    size_t size() const;
};

我宣布了Destructor私有，并将Stack类成为一个朋友类，因此只能在实例化stack类时才使用。

// file main.cpp
#include "Stack.h"
#include "ListStack.h"

int main()
{
    // ListStack<int> list; cannot instaniate
    Stack<int, ListStack> s;
}

问题是为什么ListStack.h不需要包含stack.h文件？

Answer 1

为了编译模板代码，需要在某个地方调用它。在您的情况下，您有两个标题文件都定义了模板应该是什么。对模板的调用是在包含堆栈和ListStack的文件中进行的。由于您在main.cpp中创建了堆栈变量，因此您可以逃脱列表和列表stack在标题文件中彼此之间不认识的列表。

我怀疑编译器将在您的Main.cpp中定义堆栈类，但我不确定我是否对此表示正确。

至于ListStack类实例化错误，这是因为您的灾难是私人的。检查此 link 有关更多详细信息。

编辑：您还需要为ListStack类创建定义。没有这些，什么都不会起作用。我以简单的态度假设您到处都有空的定义。