有没有办法避免模板友元声明的外部可见性？答案

【问题标题】：Is there a way to avoid the outside visibility of template friend declarations?有没有办法避免模板友元声明的外部可见性？
【发布时间】：2014-04-02 13:25:26
【问题描述】：

看看下面的例子：

啊哈：

class A {
protected:
  template<class T>
  friend void b();
};

b.h：

template<class T>
void b() {}

main.cxx:

#include "a.h"

int main()
{
  b<double>();
}

请注意，我忘记在主文件中包含“b.h”。不幸的是，编译器选择了类 A 中的朋友声明并编译了主函数而没有抱怨。我留下了一个神秘的链接错误，这令人惊讶，因为实例化应该发生在 main.cxx 中：

[joel@fedora-joel friend]$ g++ main.cxx 
/tmp/ccfpaeHw.o: In function `main':
main.cxx:(.text+0x5): undefined reference to `void b<double>()'
collect2: error: ld returned 1 exit status

我的问题是：为什么编译器允许这样做？有没有办法对付它？

【问题讨论】：

根据单独编译的原则，只要一个TU所需的所有信息在编译时可用，每个翻译单元（TU）都会单独编译。对于带有 b 签名的函数，它肯定是（在预编译器将 a.h 传递到 main.cpp 之后）。未解析的引用被输入到符号表中，由链接器解析（因此出现链接器错误）。我不知道如何（或为什么）避免这种情况。
为什么要避免这种情况？因为丑！恕我直言，将函数的存在作为类的朋友提及不应允许外部代码使用它。我确信这种行为有很好的技术原因，但是找到一种方法使该声明对外部代码不可用可以避免错误，尤其是对于初学者。
“为什么”更多是技术问题。如果您通过编译器/链接器所采取的步骤，这将很难实现（例如，您需要一些跨 TU 有效性检查）。 C(++) 传统上使用“单独编译”，这在当时是不可能的。是的，我同意，这可能会在调试时导致难以跟踪的错误。
这就是为什么你不应该向在不同标题中定义的东西声明友谊。 protected: 在这里也毫无意义；朋友声明没有访问说明符。

标签： c++ templates

【解决方案1】：

ISO/IEC 14882:2003，§11.4，第 3 段是这样说的：

在友元声明中首次声明的函数具有外部链接 (3.5)。否则，该函数将保留其先前的链接 (7.1.1)。

因此，朋友声明兼作函数声明。这样main就可以调用函数，所以不会出现编译错误。

链接器错误是因为声明没有匹配的函数定义。

我没有看到避免这种行为的方法（因为标准规定了它）。这也是有道理的，因为无论如何都需要一个函数声明来使友元声明有效（否则你会有一个未声明函数的友元声明）。因此，如果朋友声明不能兼作函数声明，则必须以其他方式提供函数声明（例如通过包含适当的标头）。

【讨论】：

感谢您引用标准，它总是很有帮助。但是，您还没有解决我问题的第二部分。我想你的答案是否定的？
@static_rtti ：是的 - 应该明确添加 - 现在会解决这个问题。