Question

我有一个班级模板Foo<T>。

我想实现一个非成员函数Bar，它需要两个Foo并返回一个Foo。我希望Bar成为非会员，因为调用者编写Bar(f1, f2)比f1.Bar(f2)更自然。我还希望Bar为inline，因为计算非常简单且频繁。

template <typename T>
inline Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs) {
  ...
}

诀窍是Bar需要访问Foo的私有数据。我不希望拥有私有数据的访问者 - 没有充分的理由将私有数据暴露给用户。所以我想让Bar成为Foo的朋友。

template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;
    friend Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs);
};

这是我遇到麻烦的地方。编译器抱怨：

当朋友声明引用功能模板的特化时，不能使用内联说明符。

此规则是由标准强加的还是特定于MSVC ++？

这是我尝试过的：

使Bar成为const公共成员函数，然后声明一个只返回lhs.Bar(rhs)的非成员版本。这似乎是最不讨厌的解决方案。
删除inline提示，知道编译器将决定内联而不管提示如何。这是否会违反单一定义规则？它仍然必须在头文件中定义，因为它是一个函数模板。

使用虚拟模板类型声明成员函数：

template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;

    // Note that this declaration doesn't actually use Dummy.  It's just there to
    // satisfy the compiler.     
    template <typename Dummy>
    friend Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs);
};

我不完全确定为什么会这样，但它确实满足了编译器。

有更好的解决方案吗？

Answer 1

如果计算是微不足道的，我会写：

template <typename T>
class Foo {
  ...
  private:
    T w, x, y, z;
  public:
    friend Foo Bar(const Foo &lhs, const Foo &rhs) {
        ...
    }
};

这不会违反ODR - 它是一个带有外部链接的内联函数（3.2 / 5从ODR中排除这个，但定义相同，7.1.2 / 3表示它是内联的）。

但是，这并没有定义函数模板Bar<T>，它只是为Bar定义了一组函数重载。可能有一些原因，在问题中没有说明，这意味着这对你不起作用，因为你实际上需要模板。

Answer 2

我最喜欢选项1：

template <typename T>
inline Foo<T> Bar(const Foo<T> &lhs, const Foo<T> &rhs) {
    return lhs.Bar(rhs);
}

template <typename T>
class Foo {
  ...
    Foo<T> Bar(const Foo<T> &other) const;
  private:
    T w, x, y, z;
};

然后该功能安全地包含在类中，但为方便起见，您提供了一个包装函数。

Answer 3

Bar是一个模板，因此它也必须是朋友声明中的模板。

您不一定要使用虚拟参数，但可以使用

 template <typename U>
 friend Foo<U> Bar(const Foo<U> &lhs, const Foo<U> &rhs);

这里不能使用T作为模板参数，因为范围内已经存在外部T.

类模板的朋友功能

3 个答案: