“模板類與友元”那些事(C++)

       模版類就是類模版實例化之后的類，友元就是一種對函數訪問權限的控制，通過將函數設為友元函數讓其能夠訪問其他外部函數不能訪問的"private"成員變量。

       接著我們介紹一個他們結合在一起會產生什么樣的結果，他們的結合分為三種情況：

        1、模板類的非模板友元函數

        該友元函數的特點是：

        A）當該友元函數不使用類模版中的成員變量時，與一般的友元函數沒有區別：

        B）當該友元函數使用類模版中的成員變量時，必須為每一個基本類型定義一個友元函數，比如show<int> 和 show<double>.這兩個并不是函數的重定義，屬于函數重載。

   測試代碼如下：

template<typename T>
class Base{
public:
    Base(T x, T y): x(x), y(y){}
    friend void print();
    friend void show(Base<T> &a);
private:
    T x;
    T y;
};
void show(Base<int> &a)
{
    cout << "x = " << a.x << ", y = " << a.y << endl;
}
void show(Base<double> &a)
{
     cout << "x = " << a.x << ", y = " << a.y << endl;
}
void print(){
    cout << "hello, world" << endl;
}
int main()
{
    Base<int> ai(99, 999);
    Base<double> ad(99.99, 200.88);
    print();
    show(ai);
    show(ad);
    return 0;
}

        2、模板類的約束友元函數

            該友元函數的特點是：每一個類的具體化與友元的具體化要匹配，也就是說，int類具體化獲得一個int類的友元函數，double類就具體化會獲得一個double函數，int類具體化不可能獲得double類函數；

           要定義一個約束模板友元函數分三步：

        A）在定義類之前聲明友元函數模板；

        B）在類中聲明該友元函數模板；

        C）定義友元函數，

         注意，定義友元函數時形參列表中的”T“代表，具體化之后的類，并不是類的模板參數，也就是假如具體化一個模板類”A<int>“， ”T“代表”A<int>“, 并不是”int“；通過這種方式來約束該友元函數屬于某個具體化之后的模板。

template<typename T>void print(); // 第一步：在類定義之前生命函數模板
template<typename T>void show(T &t);
 
template<typename T>
class Base{
public:
    Base(T x, T y): x(x), y(y){}
    friend void print<T>();  // 第二步：在類中聲明友元函數模板
    friend void show<>(Base<T>& a);
private:
    T x;
    T y;
};
//第三步：定義友元函數
void print()
{
    cout << "hello, friend function template" << endl;
}
template<typename T>
void show(T &a)  // 這里的T代表一個具體化之后的類
{
    cout << "x = " << a.x << ", y = " << a.y << endl;
}
int main()
{
    Base<int> a(99, 999);
    print();
    show(a);
    return 0;
}

        3、模板類的非約束友元函數

    該友元函數的特點與約束友元函數相反：也就是每個類的具體化都會獲得每個函數的具體化，假如具體化一個int類，在該類中仍然可以獲得一個double、string、int等類的友元函數。

template<typename T>
class Base{
public:
    Base(T x, T y): x(x), y(y){}
    template<typename D>
    friend void print(Base<D> &obj);
private:
    T x;
    T y;
};
template<typename D>
void print(Base<D> &obj){
    cout << "x = " << obj.x << ", y = " << obj.y << endl;
}
int main()
{
    Base<int> a(99, 999);
    print(a);
    return 0;
}