如何将类模板的成员模板声明为友元？编译错误修复方案

我来帮你搞定这个模板友元的坑！你想把A<T>的成员模板构造函数声明为B<T,D>的友元，但当前写法让编译器摸不着头脑，咱们一步步解决问题。

原代码 #

template <typename T, typename D> class B;
template <typename T> class A {
public:
    A() { }
    template <typename D>
    A(B<T, D>);
};
template <typename T, typename D> class B {
    friend A<T>::A(B<T, D>);
    int x;
};
template <typename T> template <typename D>
A<T>::A(B<T, D> b) {
    b.x = 42;
}
int main() {
    B<int, double> b;
    A<int> a(b);
    return 0;
}

编译错误信息 #

test.cc: In instantiation of ‘class B<int, double>’:
test.cc:24:18: required from here
test.cc:13:10: error: prototype for ‘A::A(B<int, double>)’ does not match any in class ‘A’
friend A::A(B<T, D>);
^~~~
test.cc:4:7: error: candidates are: constexpr A::A(A&&)
class A {
^
test.cc:4:7: error: constexpr A::A(const A&)
test.cc:8:3: error: template A::A(B<T, D>) [with D = D; T = int]
A(B<T, D>);
^
test.cc:6:3: error: A::A() [with T = int]
A() { }
^
test.cc: In instantiation of ‘A::A(B<T, D>) [with D = double; T = int]’:
test.cc:25:13: required from here
test.cc:20:5: error: ‘int B<int, double>::x’ is private within this context
b.x = 42;
~~^
test.cc:14:7: note: declared private here
int x;
^

问题原因 #

核心问题是友元声明的语法不对：你写的friend A<T>::A(B<T, D>);是在试图声明一个非模板的成员函数为友元，但实际上A<T>的这个构造函数是个成员模板（带D模板参数），编译器找不到对应的非模板成员，自然报错；同时因为友元声明不生效，构造函数也没法访问B<T,D>的私有成员x。

修复方案 #

方案1：精确声明成员模板构造函数为友元 #

明确告诉编译器，我们要友元的是A<T>中的成员模板构造函数，需要在友元声明里加上模板参数列表：

template <typename T, typename D> class B;
template <typename T> class A {
public:
    A() { }
    template <typename D>
    A(B<T, D>);
};
template <typename T, typename D> class B {
    // 声明A<T>中所有D2模板参数的成员构造函数为友元
    template <typename D2>
    friend A<T>::A(B<T, D2>);
    int x;
};
template <typename T> template <typename D>
A<T>::A(B<T, D> b) {
    b.x = 42;
}
int main() {
    B<int, double> b;
    A<int> a(b);
    return 0;
}

这种写法精准控制了友元的范围，只有A<T>的这个成员模板构造函数能访问B<T,D>的私有成员。

方案2：直接声明整个A类为友元 #

如果你不介意A<T>的所有成员都能访问B<T,D>的私有成员，这个写法更简单省心：

template <typename T, typename D> class B;
template <typename T> class A {
public:
    A() { }
    template <typename D>
    A(B<T, D>);
};
template <typename T, typename D> class B {
    // 把整个A<T>类设为友元
    friend class A<T>;
    int x;
};
template <typename T> template <typename D>
A<T>::A(B<T, D> b) {
    b.x = 42;
}
int main() {
    B<int, double> b;
    A<int> a(b);
    return 0;
}

两种方案都能解决你的编译错误，选哪种取决于你对权限控制的需求~

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bessapple14