如何将模板模板参数传入的所有类型声明为MyStruct的友元？

方案一：精准授权当前传入的子类型 #

如果只想让当前MyStruct实例所使用的SUB_TYPE模板特化类型成为友元（最安全的方式），只需将MyStruct中的友元声明替换为：

friend struct SUB_TYPE<MyStruct>;

修改后的完整代码：

template<typename MyStructType>
struct OTHER_SUB_TYPE {
  OTHER_SUB_TYPE(MyStructType* p) {  p->private_function(); }
  // 可访问MyStructType的其他私有成员
};

template<typename MyStructType>
struct DEFAULT_SUB_TYPE {
  DEFAULT_SUB_TYPE(MyStructType* p) { p->private_function(); }
  // 可访问MyStructType的其他私有成员
};

template<template<typename> class SUB_TYPE = DEFAULT_SUB_TYPE>
struct MyStruct {
  SUB_TYPE<MyStruct> Get() { return SUB_TYPE{this}; }

  // 仅授权当前使用的SUB_TYPE特化版本为友元
  friend struct SUB_TYPE<MyStruct>;

private:
  void private_function() {}
};


int main() {
  MyStruct<> def;
  def.Get();

  MyStruct<OTHER_SUB_TYPE> other;
  other.Get();
}

原理说明 #

• SUB_TYPE<MyStruct>就是当前MyStruct实例对应的子类型特化（比如DEFAULT_SUB_TYPE<MyStruct<>>或OTHER_SUB_TYPE<MyStruct<OTHER_SUB_TYPE>>）
• 这种写法只会让当前传入的子类型获得友元权限，不会开放给无关类型，安全性更高。

方案二：开放所有符合模板形式的子类型 #

如果需要所有满足template<typename> class形式的模板结构体都能成为MyStruct的友元（适合需要大量不同子类型的场景），可以使用模板模板参数的友元声明：

template<template<typename> class FriendSubType>
friend struct FriendSubType;

修改后的完整代码：

template<typename MyStructType>
struct OTHER_SUB_TYPE {
  OTHER_SUB_TYPE(MyStructType* p) {  p->private_function(); }
  // 可访问MyStructType的其他私有成员
};

template<typename MyStructType>
struct DEFAULT_SUB_TYPE {
  DEFAULT_SUB_TYPE(MyStructType* p) { p->private_function(); }
  // 可访问MyStructType的其他私有成员
};

template<template<typename> class SUB_TYPE = DEFAULT_SUB_TYPE>
struct MyStruct {
  SUB_TYPE<MyStruct> Get() { return SUB_TYPE{this}; }

  // 授权所有单类型参数的模板结构体为友元
  template<template<typename> class FriendSubType>
  friend struct FriendSubType;

private:
  void private_function() {}
};


int main() {
  MyStruct<> def;
  def.Get();

  MyStruct<OTHER_SUB_TYPE> other;
  other.Get();

  // 自定义子类型也能自动获得友元权限
  template<typename T>
  struct CUSTOM_SUB_TYPE {
    CUSTOM_SUB_TYPE(T* p) { p->private_function(); }
  };

  MyStruct<CUSTOM_SUB_TYPE> custom;
  custom.Get();
}

原理说明 #

• 这条友元声明表示：任何以单个类型为模板参数的结构体，都将成为当前MyStruct实例的友元。
• 无需手动逐个添加子类型的友元声明，新的子类型只要符合模板形式就能直接访问MyStruct的私有成员。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Wad