33、C++ 中的友元工厂模式：模板与函数的协同之道

C++ 中的友元工厂模式：模板与函数的协同之道

1. 引言

在 C++ 编程中，类和函数的模板化是强大的工具，它们能让代码更具通用性和灵活性。然而，当涉及到模板类和友元函数时，会遇到一些特殊的问题和挑战。本文将深入探讨如何在模板类中合理使用友元函数，以及如何通过友元工厂模式解决一些实际问题。

2. 模板与友元的基础

在 C++ 里，类和函数都可以是模板。当一个类模板授予一个非模板函数友元关系时，如果该函数的参数类型不依赖于模板参数，这种情况并不特别有趣，也无法解决当前面临的问题。但当友元函数需要操作模板参数类型时，事情就变得复杂起来。

首先，将类 C 模板化：

template <typename T> class C {
    T x_;
    public:
    C(T x) : x_(x) {}
};

我们希望对 C 类型的对象进行加法操作并打印它们。之前已经讨论过，加法操作使用非成员函数实现更好，而打印操作只能通过非成员函数实现，这些理由对于模板类同样适用。

可以声明模板函数来配合模板类完成之前非模板函数的工作，以 operator+() 为例：

template <typename T>
C<T> operator+(const C<T>& lhs, const C<T>&am