为什么类的方法无法访问我类的某些字段？

Question

我尝试实现linked_ptr。这是一项学习任务。这是我的代码的一部分：

template <class T>
class linked_ptr 
{
public:
    //***************
    linked_ptr<T>(linked_ptr<T> const& other)
    {
        p = other.p;

        left_ptr = &other;
        right_ptr = other.right_ptr;

        if (other.right_ptr != nullptr)
        {
            (other.right_ptr)->left_ptr = this;
        }

        other.right_ptr = this;
    }

    template <class U>
    linked_ptr<T>(linked_ptr<U> const& other)
    {
        p = other.p;

        left_ptr = &other;
        right_ptr = other.right_ptr;

        if (other.right_ptr != nullptr)
        {
            (other.right_ptr)->left_ptr = this;
        }

        other.right_ptr = this;
    }

private:
    T *p;
    mutable linked_ptr const* left_ptr;
    mutable linked_ptr const* right_ptr;
};


class A
{
public:
    int a = 0;
    A(int aa)
    {
        a = aa;
    }
};

class B : public A
{
public:
    B(int bb)
    {
        a = bb;
    }
};

int main()
{
    linked_ptr<B> a(new B(5));
    linked_ptr<A> b(a);

    return 0;
}

我有一些错误：

cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'
cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'   
cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'
cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'
cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'
cannot access private member declared in class 'smart_ptr::linked_ptr<B>'
ptr::linked_ptr<B> *' to 'const smart_ptr::linked_ptr<A> *'
ptr::linked_ptr<B> *' to 'const smart_ptr::linked_ptr<A> *'
linked_ptr<A> *const ' to 'const smart_ptr::linked_ptr<B> *'
linked_ptr<A> *const ' to 'const smart_ptr::linked_ptr<B> *'

我不知道这些错误与什么有关。有趣的是，linked_ptr<T>(linked_ptr<T> const& other) 运行良好，但 linked_ptr<T>(linked_ptr<U> const& other) 却不行。

如何解决这些问题？我可以将两个复制构造函数合二为一吗？

附：当然，U 是T 的子代。

Answer 1

当T 和U 是不同的类型时，那么linked_ptr<T> 和linked_ptr<U> 是不同的类型。这意味着他们看不到对方的私人成员。

你需要交其他linked_ptrs 朋友：

template <class T>
class linked_ptr {
    // The rest...

    template<class U>
    friend class linked_ptr;
};

Answer 2

你没有一个类，你有一个类模板。也就是说，一个模板，一个配方，用于创建类。输入一个类型（T），输出一个类。每个T 都有一个完全不同的独立类。就像 A 和 B 类不能访问彼此的私有字段一样，linked_ptr<A> 和 linked_ptr<B> 类（以及 linked_ptr<int>，就此而言）也不能。

如果您需要此访问权限，则必须将适当的 friend 声明添加到您的类模板：

template <class T>
class linked_ptr 
{
  template <class U>
  friend class linked_ptr;
// ... the rest as before
};

Answer 3

其他解决方案仅解决第一个编译错误。使用模板友元声明将允许linked_ptr<A> 访问linked_ptr<B> 私有状态，但它们不允许您将linked_ptr<A> * 分配给linked_ptr<B> *。

树本身应该由基本类型统一组成。

int main()
{
    linked_ptr<A> a(new B(5));
    linked_ptr<A> b(a);

    return 0;
}

如果你这样做，你不需要朋友声明。 （或者您需要使构造函数更复杂，将link_ptr<U> 变形为linked_ptr<T>。但这需要更智能的指针或克隆或其他东西......这会带来：我不确定这些是什么“智能”指针。如前所述，没有进行内存管理，new B(5) 丢失了。）

另外，我知道这只是伪代码，但是B::B(int bb) 构造函数需要显式初始化它的基：

class B : public A
{
public:
    B(int bb)
    : A(bb)
    {
    }
};

我在您的代码中看到的一种做法可能会增加混淆，它将left_ptr 和right_ptr 声明为linked_ptr。 C++ 允许您通过定义中的模板名称来引用类，但这并不意味着它是一个好主意。如果代码写成这样，我认为代码（以及上面的错误）更清楚：

T *p;
mutable linked_ptr<T> const* left_ptr;
mutable linked_ptr<T> const* right_ptr;