C++中模板类使用友元模板函…

原文地址：C++中模板类使用友元模板函数作者：浅浅的

问题始于学习数据结构，自己编写一个单链表，其中用到了重载输出运算符<<，我写的大约这样：

template <class T> class
List{

friend
std::ostream& operator
<< (std::ostream&
os,const List<T>&
slist);

//……

};用vs2008可编译，但无法链接：无法解析的外部符号……

后来上网查改为template <class T> class
List{

friend
std::ostream& operator
<<
<>(std::ostream&
os,const List<T>&
slist);

//……

};

就可以了。不知所以然，查了下《C++ Primer》才弄明白。

好了，进入正题：

在类模板中可以出现三种友元声明：

（1）普通非模板类或函数的友元声明，将友元关系授予明确指定的类或函数。

（2）类模板或函数模板的友元声明，授予对友元所有实例的访问权。

（3）只授予对类模板或函数模板的特定实例的访问权的友元声明。

要注意的是，友元函数并非成员函数，是改变了它对类成员的访问权限。

（1）没有什么好说的，如：

template<class T>

class A{

friend void fun();

//...

};

此例中fun可访问A任意类实例中的私有和保护成员

（2）

template<class T>

class A{

template<class
T>

friend void fun(T u);

//...

};

这时友元使用与类不同的模板形参，T可以是任意合法标志符，友元函数可以访问A类的任何类实例的数据，即不论A的形参是int，double或其他都可以。

（3）

template<class T>

class A{

friend void
fun<T>(T u);

//...

};

此时fun只有访问类中特定实例的数据。换句话说，此时具有相同模板实参的fun函数与A类才是友元关系。即假如调用fun时其模板实参为int，则它只具有A<int>的访问权限。当然friend
void fun<T>(T
u);中<>中的T可以是任意类型，比如int，double等

回到原问题，按（3）可改为：

template <class T> class List{

friend
std::ostream& operator
<<
<T>(std::ostream&
os,const List<T>&
slist);

//……

};

按（2）可改为：

template <class T> class List{

template
<class T>

friend
std::ostream& operator
<< (std::ostream&
os,const List<T>&
slist);

//……

};

在这里其实两者实现的最终效果一样的，因为调用输出运算符时需要访问的类实例的对象是它本身，所以形参T在第一种改法中一定匹配。

　　

对类建立友元函数很容易。但是迁移到模板上却容易出现让人摸不着头脑的连接错误。

层次不够，不做分析，单纯介绍两种为类模板定义友元函数的方法

　　１　封闭型


template< typename T >


class MyClass






{


friend void function( MyClass< T > &arg )






{







}



};
　　要点：友元函数定义在模板体内。

２　开放型


template< typename T >


class MyClass






{


template< typename C >


friend void function( MyClass< C > &arg );



};




template< typename C >


void function( MyClass< C > &arg )






{







}
　　要点：模板体内要另建模板。

　　

　　3 告诉编译器声明的设个是模板


#include <iostream>


using namespace std;




template < typename T >


class A






{


friend ostream &operator<< < T >( ostream &, const A< T > & );



};




template < typename T >


ostream &operator<< ( ostream &output, const A< T > &a )






{


output << "重载成功" << endl;


return output;



}




int main()






{


A< int > a;


cout << a;



}
要点：显示地在重载的运算符或者函数后面加上模板声明< T
>，告诉编译器友元函数是一个类型一致的模板。

建议：

如果希望使用函数与模板特化的类型相对应，则使用方法3（模板显示声明）

如果希望使用函数与模板特化的类型相独立，则使用方法2（二重模板）

简短的内联函数使用方法1

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