由于包含相互标头，无法在模板化类中成功模板化模板化方法

Question

我有一个包含矩阵管理逻辑的类。同时我有一套专门处理矩阵操作操作的重要时间（如LU分解等）的方法。

该类使用该文件中定义的函数。该文件需要访问该类的元素。我需要让那些专门的方法成为上述类的朋友。这使我在每个其他标题中包含一个标题。

我的问题

我之前描述的情况在此编码如下。第一个代码引用mat.hpp。

#ifndef MAT_HPP
#define MAT_HPP
#include "operations.hpp"
namespace nsA {
template <typename T>
// Templated class because matrices can be real or complex
class mat {
   // Members...
   friend template <typename U> 
   void exec_lu(const mat<U>& in, const mat<U>& out);
   // Members...
} /* class end */
}
#endif
#endif

第二个文件是operations.hpp

#ifndef OPERATIONS_HPP
#define OPERATIONS_HPP
#include "mat.hpp"
namespace nsA {
namespace nsB {
template <typename T>
void exec_lu(const mat<T>& in, const mat<T>& out);
}
}
#endif

问题是编译器开始抱怨。

注意

请考虑一下，如果我在mat.hpp中评论朋友声明但留下包含内容，编译器告诉我在'operations.hpp'中没有定义类型mat！

如果还注释mat.hpp中的包含并保持好友声明的注释，编译器就可以了！

如何解决这个问题？

三江源

Answer 1

你可以通过添加几个前向声明来做到这一点......但你甚至可以用更多的代码做得更好：

template <typename T> class mat;
template <typename T> void exec_lu( const mat<T>&, const mat<T>& );
template <typename T>
class mat {
   friend void exec_lu<T>( const mat<T>&, const mat<T>& );
};
template <typename T>
void exec_lu( const mat<T>& a, const mat<T>& b ) { ... }

此方法与您的方法（除了修复语法限制之外）的主要区别在于，在此方法中，exec_lu的单个实例化被授予mat<T>的访问权限，特别是需要访问它。在您的代码中（修复后），exec_lu的所有专精都可以访问mat的任何专业化（即exec_lu<int>可以访问mat<int>个私有成员，但{{1}你可能不希望这样。

有关声明模板朋友的不同选项的详细说明，请阅读此answer以查看相关问题。

Answer 2

要使其工作，您需要转发声明该类。它看起来像这样：

文件mat.hpp：

#ifndef MAT_HPP
#define MAT_HPP
namespace nsA {
template <typename T>
class mat;
namespace nsB {
  template <typename T> 
  void exec_lu(const mat<T>& in, const mat<T>& out);
}
template <typename T>
class mat {
   friend void exec_lu(const mat<T>& in, const mat<T>& out);
};
}
#endif

文件operations.hpp：

#ifndef OPERATIONS_HPP
#define OPERATIONS_HPP
#include "mat.hpp"
namespace nsA { namespace nsB {
template <typename T>
void exec_lu(const mat<T>& in, const mat<T>& out);
}}
#endif

你的原始声明比我的声明更友好。我只会将友谊授予与该类的类型名匹配的函数。