好友功能在课堂上不可见

Question

我有以下代码：

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); // error: 'f' was not declared in this scope
    }
};

int main() {
    M m;
}

Live example

g++4.8 和 clang3.4 都无法编译它，因为 f 在 M 中不可见，或者他们是这么说的。

但是，标准给出了类似代码的示例

class M {
  friend void f() { } // definition of global f, a friend of M,
                      // not the definition of a member function
};

然后说

类中定义的friend 函数位于 定义它的类。

（ISO/IEC 14882:2011 11.3 Friends [class.friend] p6, p7）

从这里我无法理解编译器如何找不到在使用它的同一类中定义的f。

两个编译器不太可能有相同的错误。
那么，我错过了什么？

Answer 1

友元声明表明，在周围命名空间中名为f 的函数是该类的友元；但它没有将名称 f 引入命名空间。在命名空间中声明之前，它是不可用的（除了依赖于参数的查找）。

相关规则为C++11 7.3.1.2/3：

如果非本地类中的friend 声明首先声明了一个类或函数，则友元类或函数是最内层封闭命名空间的成员。 在该命名空间范围内提供匹配声明之前，通过非限定查找或限定查找未找到朋友的名称。

Answer 2

这句话来自 C++ 标准

类中定义的友元函数在 定义它的类。

意思如下

9 名称查找用于定义友元函数的名称 (11.3) 在授予友谊的类中定义的内联应继续 如成员函数定义中的查找所述。

即从类范围开始搜索函数中使用的任何名称。

然而，函数本身在命名空间中是不可见的，直到它在类之外声明。

所以在你的情况下，在类定义之前声明函数就足够了

void f() {}

struct M {
    friend void f();
    M() {
        f(); 
    }
};

int main() {
    M m;
}

或者

void f();

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); 
    }
};

int main() {
    M m;
}

Answer 3

关键问题是编译器在什么情况下能够/允许找到您的函数声明。 对于一般的friend 函数，您必须在类之外声明它，以便编译器能够找到它。

但是有一个非常有用的例外：如果friend函数有一个类类型的参数，由于argument-dependent name lookup，它可以在没有额外声明的情况下找到函数。

这种情况实际上非常重要，因为通常您希望friend 函数访问类类型的对象。

---

考虑以下示例：

#include <iostream>

struct M
{
    friend void printI(int a) {
        std::cout << a;
    }
    friend void print(const M& m) { // friend takes object of class type!
        std::cout << "M";
    }
    void foo() {
        printI(2); // ERROR - requires declaration!
        print(*this); // OK!
    }
};

int main()
{
    M m;
    m.foo();
    printI(2); // ERROR - requires declaration!
    print(m); // OK
}

Answer 4

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); // error: 'f' was not declared in this scope
    }
};

int main() {
    M m;
}

上面的代码完美运行。（在 DevC++ 上试过） 也尽量不要在类内定义函数，因为它可能没有在它之外的范围，即在main() 中。 在尝试从main() 调用f() 时，您将收到一条错误消息，指出函数不存在。 因此，使用:: 运算符（如果需要）在类外部定义函数，以便从任何地方访问函数都没有问题。 Access friend function defined in class