友谊范围 C++

Question

在“C++ 编程语言”的第 11.5.1 节中，Bjarne Stroustrup 写道：

与成员声明一样，友元声明不会将名称引入封闭范围。

例如：

class Matrix
{
    friend class Xform;
    friend Matrix invert (const Matrix &);
//..
 };
Xform x; // error: no Xform in scope
Matrix (*p) (const Matrix &) = &invert; // error: no invert() in scope

对于大型程序和大型类，一个类不会“悄悄地”将名称添加到其封闭范围是很好的。对于可以在许多不同上下文中实例化的模板类（第 13 章），这一点非常重要。

但是，下一节接着说，该类必须是先前定义的，或者定义在非类范围内，立即包含声明它为友元的类。

我的问题是，由于该类需要预先定义或定义在非类范围内，立即封闭声明它为朋友的类，那么在第一个示例中，Xform 不能超出范围，因为该类可能会在定义 Matrix 类之前定义。此外，考虑到朋友类需要预先定义或在授予者类之后立即定义的限制，我想不出这样的情况，朋友类将不在范围内！

其次，我在本节中对 Bjarne 的解释是否正确，因为：

• 仅对于友元类，友元类必须先前已在封闭范围中定义，或者在非类范围之后立即定义。
• 对于函数，必须先前已在封闭范围内声明，或者也可以通过类型 == '友谊授予者' 类的参数找到它？

Answer 1

我不知道我是否理解你的问题，但我认为 Bjarne 认为如果你想使用它，你需要在 Matrix 之外定义类（比如 Xform）（想象它是你放置的一些帮助类在你没有#include 在所有.cpp 文件中#include 带有Matrix 的文件的头文件中）。如果您从不提及它，则无需定义它:)

在函数的情况下，情况类似。但是，有一个区别，它甚至可以用朋友声明（=在Matrix类中）定义，正如你所说，“通过具有类型=='友谊授予者'类的参数来找到” （或具有作为其嵌套类的参数类型），通过 Koenig 查找。

Answer 2

友元函数的概念是当您拥有一个私有类时，通常其他类无法访问其中的内容 - 您正在制作一个黑匣子，但您想专门命名该规则例外的外部函数.我认为它应该被认为与范围没有太大关系，或者如果有的话，定义一种特殊的范围。

定义为朋友的东西必须在别处定义，否则它不是朋友 - 它什么都不是 - 它不存在。

是这个问题吗？

Answer 3

你说得对，Xform 需要在 Matrix 之前定义如果示例代码应该工作。但它不应该工作。这是一个错误代码的例子——试图让友元声明在程序中引入新名称，然后使用这些名称来声明一个变量并初始化一个指针。

这就是整个独立示例。这不仅仅是一个摘录，您应该在给定代码之前或之后想象其他代码，例如 Xform 和 invert 的定义。

您的第一个解释不太正确。朋友类的定义不需要立即跟随授予它友谊的类。它需要在立即封闭的范围中定义。本质上，它应该定义在与它的朋友类相同的范围内。您引用的示例之后的示例说明了这一点：

class AE { /* ... */ }; // not a friend of Y

namespace N {
  class X { /* ... */ }; // Y's friend

  class Y {
    friend class X;
    friend class Z;
    friend class AE;
  };

  class Z { /* ... */ }; // Y's friend
}

虽然Y 说AE 是它的朋友，但它并不是指前面声明的AE 类，因为命名空间N 是Y 的直接封闭范围，而AE 没有在那里声明.相反，friend 声明必须引用一些 other AE 类，该类将在程序的其他地方的命名空间 N 中定义。 （然而，它根本需要在任何地方定义；类可以说它们是不存在的事物的朋友，程序不会在意。不过程序员会在意，因为他们会浪费时间试图在源代码中找到正确的 AE 类。）

你的第二个解释也错了。该函数不必以前在封闭范围内声明。它只需要最终声明。考虑第 11.5 节的开头示例，其中operator* 被列为Vector 和Matrix 类的朋友在运算符被声明或定义之前。

此外，要找到友元函数，它的参数不必等于类的类型。 Stroustrup 说该函数“可以通过它的参数找到”，然后请您参阅第 8.2.6 节以了解他的意思。这是关于名称查找的部分。

Answer 4

一个例子，当 Matrix 在范围内时，XForm 不在，但定义了一个 XForm 类，它是 Matrix 的朋友：

1.h
------------------------
namespace Foo
{
 class Matrix
 {
  friend class XForm;
 };
}

1.c
------------------------
#include 1.h
// XForm not in scope
// implement Matrix

2.h
------------------------
namespace Foo
{
 class XForm
 {
 };
}

main.c

#include 1.h
#include 2.h
int main()
{
 // both XForm & Matrix in scope here
}

这对吗？