Вопрос или проблема
#include <iostream>
class MyClass {
public:
template <typename U>
friend class MyTemplateClass<U>;
};
int main() { return 0; }
В приведенном выше коде пытаются объявить MyTemplateClass в качестве дружественного класса для MyClass.
Но проблема возникает, когда компилятор неправильно интерпретирует это как специализацию template class MyTemplateClass, что явно не является намерением?
Это работает:
template <typename U>
friend class MyTemplateClass;
Я не понимаю, почему кто-то объявил бы переменную типа U, но не использовал бы ее в декларации friend. Если цель заключалась в том, чтобы указать, что MyTemplateClass является шаблонным классом, то почему мы не можем использовать это напрямую?
template <>
friend class MyTemplateClass;
Это синтаксис объявления частичной специализации шаблона (1):
template <typename U>
class MyTemplateClass<U>;
Вы использовали этот синтаксис для специализации дружественного шаблона, поэтому с точки зрения компилятора вы намеревались объявить специализацию шаблона, которая не может появиться без предварительной декларации шаблона или в другой области имен.
Это сработало так, как вы и знали (2):
template <typename U>
friend class MyTemplateClass;
Вы можете перечислять только параметры шаблона без имен в необходимом количестве (3):
template <typename>
friend class MyTemplateClass;
Это начальный синтаксис полной специализации шаблона, и он также не может быть использован без предварительной декларации шаблона, та же проблема, что и в 1:
template <>
friend class MyTemplateClass;
Вы уже знали действительное объявление друга в вашем вопросе. Оно просто может опустить имена параметров шаблона, см. 3, поскольку они не используются.
Ответ или решение
Декларация друга для шаблонного класса в C++
Когда мы говорим о декларации друга для шаблонного класса в C++, важно понимать, как работают шаблоны и как их интерпретирует компилятор. Рассмотрим предоставленный код:
#include <iostream>
class MyClass {
public:
template <typename U>
friend class MyTemplateClass<U>;
};
int main() {
return 0;
}В данном примере вы пытаетесь объявить MyTemplateClass как класс-друг для MyClass. Однако, возникает проблема: компилятор может неправильно интерпретировать ваше намерение и расценить это как специализацию шаблона MyTemplateClass<U>, а не как декларацию друга.
Проблема интерпретации
Когда вы добавляете template <typename U> friend class MyTemplateClass<U>;, компилятор ожидает, что перед ним находится специализация шаблона. Это связано с тем, что синтаксис, используемый для записи, подразумевает, что вы хотите специфицировать MyTemplateClass, а не просто заявить об её дружеском режиме с MyClass.
Правильный синтаксис
Для того чтобы правильно объявить шаблонный класс как друга, следует использовать следующий синтаксис:
template <typename U>
friend class MyTemplateClass;Здесь U – это параметр шаблона, но он не используется в самой декларации друга. Этот синтаксис корректен, потому что мы указываем, что MyTemplateClass является шаблонным классом, но никак не специализацией. Компилятор распознает это и понимает, что вы намереваетесь объявить весь шаблон как друг, а не лишь одну из его специальностей.
Амбивалентные синтаксисы
Есть и другие формы записи, которые могут вызвать недоразумения, например:
template <>
friend class MyTemplateClass;Это синтаксис полной специализации шаблона, и он также потребует предварительной декларации шаблона, что приведет к аналогичной проблеме.
Зачем нужен параметр U?
На первый взгляд, может показаться, что объявлять U в декларации друга бессмысленно, если мы его не используем. Однако это позволяет явно обозначить, что MyTemplateClass является шаблонным классом и указывает на его природу как на классовую конструкцию, принимающую тип как параметр. Это важно для точного понимания читателями кода, а также для компилятора, который должен уметь различать декларации.
Заключение
Таким образом, правильная декларация друга для шаблонного класса в C++ требует особого внимания к синтаксису. Избегая путаницы между декларацией друга и специализацией шаблона, вы можете добиться правильной компиляции кода и улучшить его читаемость. Всегда помните, что в C++ шаблоны – это мощный инструмент, и их правильное использование требует некоторой практики и тщательного изучения правил языка.