带非类型模板参数的模板类如何友元同参数模板类？

当然可以将带非类型模板参数的模板类声明为友元，你的代码编译错误源于友元声明的语法错误，导致友元关系未正确建立，进而无法访问Big的protected成员。

错误原因分析 #

1. 友元声明语法错误：你在Big类中写的template <config> friend class Small;是非法的。模板参数列表需要指定参数的类型和名称，而config是Big的非类型模板参数（是一个值，不是类型），所以编译器报错'config' is not a type。
2. 访问权限问题：因为友元关系没建立，Small::doit()访问big.burger时触发protected成员访问错误。

正确的友元声明方式 #

根据需求，有两种常见的正确写法：

方式1：仅让同参数的Small<config>实例成为Big<config>的友元

如果只需要和当前Big实例使用相同模板参数的Small实例拥有访问权限，直接声明特定模板实例为友元即可：

template <Configuration config>
class Big
{
  // 声明同参数的Small实例为友元
  friend class Small<config>;

  // 其余代码保持不变
};

方式2：让所有Small模板实例成为Big的友元

如果需要所有Small的模板实例都能访问Big的protected成员，需要完整声明友元模板的参数列表：

template <Configuration config>
class Big
{
  // 声明整个Small模板为友元
  template <Configuration C> friend class Small;

  // 其余代码保持不变
};

修正后的完整代码 #

以下是采用方式1的完整可编译代码，同时修复了main函数中非类型模板参数必须为编译期常量的问题：

#include <iostream>

struct Configuration
{
  static constexpr int foo = 12;
};

// forward declaration of template class Big
template <Configuration config>
class Big;

template <Configuration config>
class Small
{
public:
  Small(Big<config>& big):
    big(big)
  {
  }

  void doit()
  {
    std::cout << big.burger + config.foo << "\n";
  }

protected:
  Big<config>& big;
};

template <Configuration config>
class Big
{
  friend class Small<config>;

public:
  Big():
    small(*this)
  {
  }

  void doit()
  {
    small.doit();
  }

protected:
  Small<config> small;
  double burger = 42.3;
};

int main([[maybe_unused]] int argc,
     [[maybe_unused]] char *argv[])
{
  constexpr Configuration conf{}; // 非类型模板参数必须是编译期常量
  Big<conf> big;
  big.doit();
}

编译运行结果 #

使用g++ --std=c++20 friend-template-class.cc -o friend-template-class编译后，运行程序会输出：

54.3

内容的提问来源于Stack Exchange，提问作者Eric Smith