C++——详解类模板与友元函数

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类模板与友元函数

模板类的友元函数有三类：

• 1）非模板友元函数：友元函数不是模板函数，而是利用模板类参数生成的函数。
• 2）约束模板友元函数：模板类实例化时，每个实例化的类对应一个友元函数。
• 3）非约束模板友元函数：模板类实例化时，如果实例化了n个类，也会实例化n个友元函数，每个实例化的类都拥有n个友元函数。

1️⃣非模板友元函数

非模板友元函数就是将一个普通函数声明为友元函数。我们先来看一段代码：

#include <iostream> 
#include<string> 
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class Maker
{
   
private:
    T1 m_x;
    T2 m_y;
public:
    Maker(const T1 x, const T2 y) : m_x(x), m_y(y) {
    }
};
Maker<string,int> m1("感谢支持强风吹拂king的博客",666);
void show()
{
   
    cout << "x = " << m1.m_x << ", y = " << m1.m_y << endl;
}
int main()
{
   
    show();
}

📝解释:

Maker是模板类，有两个模板参数T1，T2，在模板Maker类中用T1和T2分别定义了m_x，和m_y，构造函数使用初始化列表给m_x，和m_y赋值。
用模板类Maker定义全局对象m1，再定义全局函数show()，在全局函数show()中访问模板类Maker的私有成员，看下面运行结果（报错）：

如果我们把全局函数show()，给声明成模板Maker的友元函数可以访问Maker的私有成员吗？

friend void show();

🖲执行结果如下：

在类模板Maker中，将普通函数show()函数声明为友元函数，则show()函数是类模板Maker所有实例的友元函数。例如，它是Maker<string,int>，Maker<string,int>，Maker<string,double>等的友元函数。

这种为类模板设置友元函数的方法在语法上没有任何错误，但是要用模板类去创建全局对象，代码这么写实在是太笨了，在学习友元的时候，如果Maker是普通类，我们可以把Maker普通类的引用传给友元函数而不必创建全局对象。
那么Maker是类模板，可以这么写吗？答案是不可以。Maker只是类的通用描述，根本不存在类名叫Maker的类，但是你具体化函数模板，也就是后面加上参数列表<具体的数据类型>，这就可以当做一个具体的类，就可以像普通类一样使用。

#include <iostream> 
#include<string> 
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class Maker
{
   
private:
    T1 m_x;
    T2 m_y;
public:
    Maker(const T1 x, const T2 y) : m_x(x), m_y(y) {
   }
    friend void show(const Maker<string, int>& a);
};
void show(const Maker<string, int>& a)
{
   
   cout << "x = " << a.m_x << ", y = " << a.m_y << endl;
}
int main()
{
   
    Maker<string,int> m1("感谢支持强风吹拂king的博客",777);
    show(m1);
    return 0;
}

🖲执行结果如下：

如果main函数内部我们这样写，编译器会报错吗？

int main()
{
   
    Maker<char,int> m1('k',666);
    show(m1)