模板类和友元函数

模板类的友元分3类:
非模板友元
约束(bound)模板友元，即友元的类型取决于类被实例化时的类型。
非约束(undound)模板友元，即友元的所有具体化都是类的每一个具体化的友元。

1.模板类的非模板友元函数

template<class T>
class HasFriend
{ friend void counts();  //friend to all HaFriend instantiations
  ... };

上诉声明使counts()函数成为模板所有实例化的友元。

     counts()函数不是通过对象调用的，也没有对象参数。它可以访问全局对象；可以使用全局指针访问非全局对象；可以创建自己的对象；可以访问独立于对象的模板类的静态数据成员。

 

为友元函数提供模板类参数，必须提供特定的具体化，如HasFriend<short>。

要提供模板类参数，必须指明具体化:
template<class T>
class HasFriend
{ friend void report(HasFriend<T> & );  // bound template friend
  ... };

 

     也就是说，带HasFriend<int>参数的report()将成为HasFriend<int>类的友元函数。同样，带HasFriend<double>参数的report()将是report()的一个重载版本——它将是HasFriend<double>类的友元。

 

report()本省并不是模板函数，而只是使用一个模板作参数。这意味着必须为要使用的友元定义显示具体化:
void report(HasFriend<short> & ) {...} //explicit specialization for short
void report(HasFriend<int> & ) {...}     //explicit specialization for int

 

2.模板类的约束模板友元函数
修改前一个上面的范例，使友元函数本身成为模板。使类的每一个具体化都获得与友元匹配的具体化。包含以下三步:

首先，在类定义的前面声明每个模板函数:
template <typename T> void counts();
template <typename T> void report(T &);

 

然后在函数中再次将模板声明为友元。这些语句根据类模板参数的类型声明具体化:
template<class TT>
class HasFriend
{ friend void counts<TT>();
  friend void report<>(HasFriend<TT> &);
  ... };

 

    上述声明中的<>指出这是模板具体化。对于report()，<>可以为空，这是因为可以从函数参数推断出模板类型参数(HasFriend<TT>)。不过，也可以使用report<HasFriend<TT> >(HasFriend<TT> &)。但counts()函数没有参数，因此必须使用模板参数句法(<TT>)来指明其具体化。还需要注意的是，TT是HasFriend类的参数类型。

 

假设声明了这样一个对象:
HasFriend<int> squack;

则编译器将用int替换TT，并生成下面的类定义:
class HasFriend<int>
{ friend void counts<int>();
  friend void report<>(HasFriend<int> &);
  ... };
于是，模板具体化counts<int>()和report<HasFriend<int> >()被声明为HasFriend<int>类的友元。

 

最后，程序必须为友元提供模板定义，例如:
template <typename T>
void counts() { cout << HasFriend<T>::x << endl;}

template <typename T>
void report(T & hf) {cout << hf.x << endl;}

 

调用时，counts()需要提供具体化参数类型。report()只需直接调用，例如:
counts<int>();  //调用HasFriend<int>的友元函数
HasFriend<double> hfdb;
report(hfdb);   //调用HasFriend<double>的友元函数

3.模板类的非约束模板友元函数
    通过在类内部声明友元函数模板，可以创建非约束友元函数，即每个函数具体化都是每个类具体化的友元:
template <typename T>
class ManyFriend
{...
 template <typename C,typename D> friend void show(C &,D &);
};

 

在类外定义该友元:
template <typename C,typename D>
void show(C & c,D & d){ ... }

 

假如创建ManyFriend<int>类对象(hfi1)和ManyFriend<double>类对象(hfi2)，传递给show()，那么编译器将生成如下具体化定义:
void show<ManyFriend<int> &,ManyFriend<double> &>
         (ManyFriend<int> & c,ManyFriend<double> & d){ ... }