关于类模板的友元函数

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http://blog.sina.com.cn/s/blog_69dd1a090101fc59.html

问题始于学习数据结构，本身编写一个单链表，其中用到了重载输出运算符<<，我写的大约这样：

1 template <class T> class List{
2     friend std::ostream& operator << (std::ostream& os,const List<T>& slist);
3     //……
4 };

用vs2008可编译，但没法连接：没法解析的外部符号……

后来上网查改成

1 template <class T> class List{
2     friend std::ostream& operator <<  <>(std::ostream& os,const List<T>& slist);
3     //……
4 };

 

就能够了。不知因此然，查了下《C++ Primer》才弄明白。

在类模板中能够出现三种友元声明：
（1）普通非模板类或函数的友元声明，将友元关系授予明确指定的类或函数。
（2）类模板或函数模板的友元声明，授予对友元全部实例的访问权。
（3）只授予对类模板或函数模板的特定实例的访问权的友元声明。

要注意的是，友元函数并不是成员函数，是改变了它对类成员的访问权限。

（1）没有什么好说的，如：

1 template<class T>
2 
3 class A{
4 
5    friend void fun();
6 
7 //...
8 
9 };

 

此例中fun可访问A任意类实例中的私有和保护成员

（2）

 1 template<class T>
 2 
 3 class A{
 4 
 5   template<class T>
 6 
 7    friend void fun(T u);
 8 
 9 //...
10 
11 };

 

这时友元使用与类不一样的模板形参，T能够是任意合法标志符，友元函数能够访问A类的任何类实例的数据，即不论A的形参是int，double或其余均可以。

（3）

1 template<class T>
2 
3 class A{
4 
5    friend void fun<T>(T u);
6 
7 //...
8 
9 };

 

此时fun只有访问类中特定实例的数据。换句话说，此时具备相同模板实参的fun函数与A类才是友元关系。即假如调用fun时其模板实参为int，则它只具备A<int>的访问权限。固然friend void fun<T>(T u);中<>中的T能够是任意类型，好比int，double等

回到原问题，按（3）可改成：

template <class T> class List{
    friend std::ostream& operator << <T>(std::ostream& os,const List<T>& slist);
    //……
};

 

按（2）可改成：

1 template <class T> class List{
2 
3     template <class T>
4     friend std::ostream& operator << (std::ostream& os,const List<T>& slist);
5     //……
6 };

 

在这里其实二者实现的最终效果同样的，由于调用输出运算符时须要访问的类实例的对象是它自己，因此形参T在第一种改法中必定匹配。