使用模板技巧访问私有成员答案

【问题标题】：access private member using template trick使用模板技巧访问私有成员
【发布时间】：2012-10-20 22:21:38
【问题描述】：

来自Access to private members: Safer nastinessJohannes Schaub - litb 的博客文章：

template<typename Tag, typename Tag::type M>
struct Rob { 
  friend typename Tag::type get(Tag) {
    return M;
  }
};

// use
struct A {
  A(int a):a(a) { }
private:
  int a;
};

// tag used to access A::a
struct A_f { 
  typedef int A::*type;
  friend type get(A_f);
};

template struct Rob<A_f, &A::a>;

int main() {
  A a(42);
  std::cout << "proof: " << a.*get(A_f()) << std::endl;
}

如何从a 对象调用get 函数，因为它没有在class A 中定义？

编辑：

我不明白为什么 get 必须有 Tag 作为参数而不是 a.*get<A_f>() => 好的，这是由于 ADL 机制

【问题讨论】：

当涉及到参数依赖查找 (ADL) 时，这似乎是一个奇怪的错误，我目前在我的黑莓上，无法使用它 - 但如果编译它应该（来自我的观点）被视为一个错误。
@hexist 我刚刚在 Clang (3.1) 和 Intel C++ (13.0.0) 上验证了这一点。
我认为核心问题是为什么编译器不会在template struct Rob<A_f, &A::a>; 上中止类似“A::a 在此上下文中是私有的”之类的内容。毕竟，代码试图获取指向私有成员的指针。很奇怪。
@hexist 将 Apple LLVM 4.1 添加到适用的列表中。在这里看到一个模式......
@JamesMcNellis，我认为你的链接是错误的。试试看：bloglitb.blogspot.com/2011/12/…

标签： c++ templates

【解决方案1】：

您不是从a 呼叫get！实际上，返回的是一个指向 A 内部成员的类指针，它的类型是 int A::*，所以你需要一个 A 的实例来访问该值。

例如，让我玩一下你的代码：

struct A {
    A(int a):a(a) { }
    int b;
private:
    int a;
};
void test() {
    auto p = &A::b;
    std::cout << a.*p << std::endl;
}

我是从a 内部呼叫p 吗？ a 没有p，这正是你的代码中发生的事情，get 函数返回&A::a，你使用a 来读取它的值！就是这样，没有错，我认为它会在所有编译器中编译。

这里的另一个问题是：为什么 C++ 允许使用 A 的私有成员声明模板。 C++ 标准说：

14.7.2p8 通常的访问检查规则不适用于用于指定显式实例化的名称。 [注：特别是模板函数声明器中使用的参数和名称（包括参数类型、返回类型和异常规范）可能是通常无法访问的私有类型或对象模板可以是成员模板或成员函数通常无法访问。]

但是如果你尝试实例化甚至typedef 指定的模板，那么你会得到一个错误。让我们稍微修改一下您的示例：

struct A {
private:
    int a;
    friend void f();
};

// Explicit instantiation - OK, no access checks
template struct Rob<A_f, &A::a>;

// Try to use the type in some way - get an error.
struct Rob<A_f, &A::a> r;            // error
typedef struct Rob<A_f, &A::a> R;    // error
void g(struct Rob<A_f, &A::a>);      // error

// However, it's Ok inside a friend function.
void f() {
    Rob<A_f, &A::a> r;               // OK
    typedef Rob<A_f, &A::a> R;       // OK
}

【讨论】：

@stackmonster 我们当然有共同点
但是在所有正常使用中，您不能获取私人成员的地址，他正在使用模板技巧来解决这个问题。
A_f里面的朋友get函数没用吧？
@Guillaume07 当然，您可以删除它并仍然得到相同的结果
我不明白为什么 get 应该有 Tag 作为参数

【解决方案2】：

这是合法的，因为友元函数总是在全局范围内，即使你在一个类中实现它们。换句话说，这是：

class A
{
    friend void go() {}
};

只是一个快捷方式：

class A
{
    friend void go();
};

void go() {}

【讨论】：

但他是 A 以外的朋友
这就是他所说的全局范围
你是对的，这个答案确实回答了 OP 关于他为什么可以打电话给 get... 虽然 OP 需要问的隐藏问题是为什么他可以使用这个技巧来解决&A::a 来自A 之外。

【解决方案3】：

这是 gcc 中的一个已知编译器错误，已在后续版本中修复。见-：

http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=41437

【讨论】：