在模板类中声明模板友元类时出现编译器错误答案

【问题标题】：Compiler error in declaring template friend class within a template class在模板类中声明模板友元类时出现编译器错误
【发布时间】：2010-12-31 21:32:46
【问题描述】：

出于教学目的，我一直在尝试实现自己的链表类。

我在迭代器声明中将“List”类指定为友元，但它似乎无法编译。

这些是我使用过的 3 个类的接口：

Node.h：

#define null (Node<T> *) 0

template <class T>
class Node {
 public:
    T content;
    Node<T>* next;
    Node<T>* prev;

    Node (const T& _content) :
        content(_content),
        next(null),
        prev(null)
    {}
};

Iterator.h：

#include "Node.h"

template <class T>
class Iterator {
 private:
    Node<T>* current;

    Iterator (Node<T> *);

 public:
    bool isDone () const;

    bool hasNext () const;
    bool hasPrevious () const;
    void stepForward ();
    void stepBackwards ();

    T& currentElement () const;

    friend class List<T>;
};

List.h

#include <stdexcept>
#include "Iterator.h"

template <class T>
class List {
 private:
    Node<T>* head;
    Node<T>* tail;
    unsigned int items;

 public:
    List ();

    List (const List<T>&);
    List& operator = (const List<T>&);

    ~List ();

    bool isEmpty () const {
        return items == 0;
    }
    unsigned int length () const {
        return items;
    } 
    void clear ();

    void add (const T&);
    T remove (const T&) throw (std::length_error&, std::invalid_argument&);

    Iterator<T> createStartIterator () const throw (std::length_error&);
    Iterator<T> createEndIterator () const throw (std::length_error&);
};

这是我一直试图运行的测试程序：

trial.cpp

using namespace std;
#include <iostream>
#include "List/List.cc"

int main ()
{
 List<int> myList;

 for (int i = 1; i <= 10; i++) {
  myList.add(i);
 }

 for (Iterator<int> it = myList.createStartIterator(); !it.isDone(); it.stepForward()) {
  cout << it.currentElement() << endl;
 }

 return 0;
}

当我尝试编译它时，编译器给了我以下错误：

Iterator.h:26：错误：“列表”不是模板

Iterator.h：在“Iterator”的实例化中：

trial.cpp:18：从这里实例化

Iterator.h:12：错误：“结构列表”需要模板参数

List.cc：在成员函数'Iterator List::createStartIterator() const [with T = int]'中：

trial.cpp:18：从这里实例化

Iterator.h:14: 错误：'Iterator::Iterator(Node*) [with T = int]' 是私有的

List.cc:120：错误：在此上下文中

似乎它无法识别朋友声明。我哪里做错了？

【问题讨论】：

不要定义自己的 null（或 NULL，或任何相关的）宏。在初始化数据成员的情况下，0 工作得很好。
我知道这很丑，只是暂时的。但我很确定 C++ 不允许隐式转换。
强制转换永远不会是隐式的，但转换是。（您可能会说，同一硬币的两面，“转换”也用于命名在其他用途中转换值的方法，但这是一种不同类型的转换。）您需要初始化一个指针是另一个指针合适的类型，或空指针常量； 0 是一个非常好的空指针常量（NULL 也是，如果你愿意的话）。
在一般情况下，您还需要在标头中定义类模板的 (List's) 方法（而不是 List.cc，它不应该在好的代码中#included），因为类模板和函数模板并不是真正的类和函数，它们生成类和函数，并且编译器必须可以使用完整的代码。

标签： c++ templates compiler-errors friend

【解决方案1】：

问题是 List 没有在 Iterator.h 中正确声明。相反，将 Iterator 类嵌套在 List 中（自动使其成为模板），无论如何您都可能想要这样做（使用 List::Iterator 而不是将其重命名为 ListIterator 或 IteratorForList，因为您将拥有多个 Iterator在命名空间中）。

template<class T>
struct List {
  //...
  struct Node {/*...*/};
  struct Iterator {
    // ...
  private:
    Iterator(Node*);
    friend class List; // still required
  };
  //...
};

【讨论】：

【解决方案2】：

尝试添加前向声明

template <class T> class List;

在Iterator.h 的开头——这可能是您允许Iterator 类中的friend 声明工作所需要的。

【讨论】：