模板友元

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类模板可以具有友元。 类或类模板、函数或函数模板可以是模板类的友元。 友元也可以是类模板或函数模板的专用化，但不是部分专用化。

在以下示例中，友元函数将定义为类模板中的函数模板。 此代码为模板的每个实例化生成一个友元函数版本。 如果您的友元函数与类依赖于相同的模板参数，则此构造很有用。

// template_friend1.cpp
// compile with: /EHsc

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T> class Array {
   T* array;
   int size;

public:
   Array(int sz): size(sz) {
      array = new T[size];
      memset(array, 0, size * sizeof(T));
   }

   Array(const Array& a) {
      size = a.size;
      array = new T[size];
      memcpy_s(array, a.array, sizeof(T));
   }

   T& operator[](int i) {
      return *(array + i);
   }

   int Length() { return size; }

   void print() {
      for (int i = 0; i < size; i++)
         cout << *(array + i) << " ";

      cout << endl;
   }

   template<class T>
   friend Array<T>* combine(Array<T>& a1, Array<T>& a2);
};

template<class T>
Array<T>* combine(Array<T>& a1, Array<T>& a2) {
   Array<T>* a = new Array<T>(a1.size + a2.size);
   for (int i = 0; i < a1.size; i++)
      (*a)[i] = *(a1.array + i);

   for (int i = 0; i < a2.size; i++)
      (*a)[i + a1.size] = *(a2.array + i);

   return a;
}

int main() {
   Array<char> alpha1(26);
   for (int i = 0 ; i < alpha1.Length() ; i++)
      alpha1[i] = 'A' + i;

   alpha1.print();

   Array<char> alpha2(26);
   for (int i = 0 ; i < alpha2.Length() ; i++)
      alpha2[i] = 'a' + i;

   alpha2.print();
   Array<char>*alpha3 = combine(alpha1, alpha2);
   alpha3->print();
   delete alpha3;
}
/* Output:
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
*/
下一个示例涉及具有模板专用化的友元。 如果原始函数模板是友元，则函数模板专用化将自动为友元。

也可以只将模板的专用版本声明为友元，如以下代码中的友元声明前面的注释所示。 如果将专用化声明为友元，则必须将友元模板专用化的定义放在模板类之外。

// template_friend2.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
class Array;

template <class T>
void f(Array<T>& a);

template <class T> class Array
{
    T* array;
    int size;

public:
    Array(int sz): size(sz)
    {
        array = new T[size];
        memset(array, 0, size * sizeof(T));
    }
    Array(const Array& a)
    {
        size = a.size;
        array = new T[size];
        memcpy_s(array, a.array, sizeof(T));
    }
    T& operator[](int i)
    {
        return *(array + i);
    }
    int Length()
    {
        return size;
    }
    void print()
    {
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            cout << *(array + i) << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    // If you replace the friend declaration with the int-specific
    // version, only the int specialization will be a friend.
    // The code in the generic f will fail
    // with C2248: 'Array<T>::size' :
    // cannot access private member declared in class 'Array<T>'.
    //friend void f<int>(Array<int>& a);

    friend void f<>(Array<T>& a);
};

// f function template, friend of Array<T>
template <class T>
void f(Array<T>& a)
{
    cout << a.size << " generic" << endl;
}

// Specialization of f for int arrays
// will be a friend because the template f is a friend.
template<> void f(Array<int>& a)
{
    cout << a.size << " int" << endl;
}

int main()
{
    Array<char> ac(10);
    f(ac);

    Array<int> a(10);
    f(a);
}
/* Output:
10 generic
10 int
*/
下一个示例显示在类模板中声明的友元类模板。 该类模板随后用作友元类的模板参数。 友元类模板必须在声明它们的类模板外面定义。 友元模板的所有专用化或部分专用化也是原始类模板的友元。

// template_friend3.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
class X
{
private:
   T* data;
   void InitData(int seed) { data = new T(seed); }
public:
   void print() { cout << *data << endl; }
   template <class U> friend class Factory;
};

template <class U>
class Factory
{
public:
   U* GetNewObject(int seed)
   {
      U* pu = new U;
      pu->InitData(seed);
      return pu;
   }
};

int main()
{
   Factory< X<int> > XintFactory;
   X<int>* x1 = XintFactory.GetNewObject(65);
   X<int>* x2 = XintFactory.GetNewObject(97);

   Factory< X<char> > XcharFactory;
   X<char>* x3 = XcharFactory.GetNewObject(65);
   X<char>* x4 = XcharFactory.GetNewObject(97);
   x1->print();
   x2->print();
   x3->print();
   x4->print();
}
/* Output:
65
97
A
a
*/