如何与模板类的构造函数交朋友？

Question

为什么

class A;
template<typename T> class B
{
private: 
    A* a;

public:  
    B();
};


class A : public B<int>
{
private:    
    friend B<int>::B<int>();
    int x;
};


template<typename T>
B<T>::B()
{
    a = new A;
    a->x = 5;
}

int main() { return 0; }

结果

../src/main.cpp:15：错误：将构造函数用作模板无效
../src/main.cpp:15: 注意：使用'B::B'而不是'B::class B'以限定名称命名构造函数

但将 friend B<int>::B<int>() 更改为 friend B<int>::B() 会导致

../src/main.cpp:15: 错误：没有在类“B”中声明的“void B::B()”成员函数

同时完全删除模板

class A;
class B
{
private:
    A* a;

public:
    B();
};


class A : public B
{
private:
    friend B::B();
    int x;
};


B::B()
{
    a = new A;
    a->x = 5;
}

int main() { return 0; }

编译和执行都很好——尽管我的 IDE 说朋友 B::B() 语法无效？

Answer 1

根据CWG defect 147 的解决方案（该解决方案已合并到 C++03 中），命名类模板特化的非模板构造函数的正确方法是：

B<int>::B();

而不是

B<int>::B<int>();

如果允许后者，那么当你有一个类模板特化的构造函数模板特化时就会产生歧义：第二个<int> 是用于类模板还是构造函数模板？ （有关详细信息，请参阅上面链接的缺陷报告）

因此，将类模板特化的构造函数声明为友元的正确方法是：

friend B<int>::B();

Comeau 4.3.10.1 和 Intel C++ 11.1 都接受这种形式。 Visual C++ 2008 和 Visual C++ 2010 都不接受该表单，但都接受（不正确的）表单 friend B<int>::B<int>();（我将在 Microsoft Connect 上提交缺陷报告）。

gcc 不接受 4.5 之前的任何一种形式。 Bug 5023 是针对 gcc 3.0.2 报告的，但错误报告中请求的解决方案是无效的形式。看来bug 9050 的决议也解决了这个问题，gcc 4.5 接受了正确的形式。 Georg Fritzsche 在对该问题的评论中验证了这一点。

Answer 2

在后一种情况下，您的 IDE 将朋友 B::B() 显示为无效语法的原因是什么？ IDE 错误。

如果您无法升级，我在 gcc 中为模板案例找到的一种解决方法是将 B() 的实现移至成员函数 void B::init()，并授予其友谊。我敢打赌这也会关闭你的 IDE。

不过，即使你编译它，你也会在尝试实例化 B 时遇到堆栈溢出问题。

Answer 3

typedef 没有帮助吗？例如

class A : public B<int>
{
    typedef B<int> Base;   
    friend Base::Base();
    int x;
};

编辑：C++0x 的最终委员会草案在第 3.4.3.1 节 [class.qual] 中包含以下语言：

在构造函数是可接受的查找结果且 nested-name-specifier 指定类 C 的查找中：如果在 之后指定的名称nested-name-specifier，当在 C 中查找时，是 C 的注入类名（第 9 条），或者如果后面指定的名称nested-name-specifier 与 identifier 或 simple-template-id 的 template-name 相同em> 在 nested-name-specifier 的最后一个组件中，该名称被认为是命名类 C 的构造函数。

听起来像 nested-name-specifier (Base::) 之后指定的名称 (Base) 与最后一个组件中的 identifier 相同nested-name-specifier，所以这段代码确实命名了一个构造函数。

但我无法将其与第 12.1 节 [class.ctor] 调和：

由于构造函数没有名称，因此在名称查找过程中永远找不到它们

哦，真的吗？ 3.4.3.1 中的语言如何再次工作？

typedef-name 不得用作构造函数声明的 declarator-id 中的 class-name。

这似乎很清楚，除了第 12.1 节似乎只讨论了构造函数的引入声明，因为第 1 段不包括 nested-name-specifier、friend 和 using。如果它确实适用于朋友声明，它似乎也禁止friend Base::B();

使用可选的函数说明符序列（7.1.2）后跟构造函数的类名和参数列表的特殊声明符语法用于声明或定义构造函数。

那些函数说明符是inline、virtual、explicit，构造函数无论如何不能是virtual。

Answer 4

我猜你;在这里使用朋友模板构造函数进入怪癖领域。这在 VS2010 上编译并运行良好，但是当 A 的默认构造函数调用 B 的默认构造函数然后再次实例化 A 时，它会产生堆栈溢出。