A<T>的朋友也可以成为A<A<T>>的朋友吗？

Question

考虑以下代码：

#include <vector>

template<typename T> class Container;
template<typename T> Container<Container<T>> make_double_container(const std::vector<std::vector<T>>&);

template<typename T>
class Container {
    std::vector<T> v;
    friend Container<Container<T>> make_double_container<T>(const std::vector<std::vector<T>>&);

public:
    Container() {}
    explicit Container(std::vector<T> v) : v(v) {}
};

template<typename T>
Container<Container<T>> make_double_container(const std::vector<std::vector<T>>& v) {
    Container<Container<T>> c;
    for(const auto& x : v) {
        c.v.push_back(Container<T>(x));
    }
    return c;
}

int main() {
    std::vector<std::vector<int>> v{{1,2,3},{4,5,6}};
    auto c = make_double_container(v);
    return 0;
}

编译器告诉我：

main.cpp: In instantiation of 'Container<Container<T> > make_double_container(const std::vector<std::vector<T> >&) [with T = int]':
main.cpp:27:37:   required from here
main.cpp:8:20: error: 'std::vector<Container<int>, std::allocator<Container<int> > > Container<Container<int> >::v' is private
     std::vector<T> v;
                    ^
main.cpp:20:9: error: within this context
         c.v.push_back(Container<T>(x));

我认为这是正确的，因为make_double_container 是Container<T> 的朋友，但不是Container<Container<T>> 的朋友。我怎样才能让make_double_container 在这种情况下工作？

Answer 1

显然，您可以将make_double_container 的每一个专业化都变成朋友：

template <typename U>
friend Container<Container<U>> make_double_container(const std::vector<std::vector<U>>&);

如果你想在不偏专业化或类似的情况下将友谊保持在最低限度，请尝试

template <typename> struct extract {using type=void;};
template <typename U> struct extract<Container<U>> {using type=U;};
friend Container<Container<typename extract<T>::type>>
     make_double_container(const std::vector<std::vector<typename extract<T>::type>>&);

Demo.

Answer 2

将make_double_container 定义为S 的模板函数似乎可以使其编译和工作。

template<typename T>
class Container {
    std::vector<T> v;

    template<class S>
    friend Container<Container<S>> make_double_container(const std::vector<std::vector<S>>&);

public:
    Container() {}
    explicit Container(std::vector<T> v) : v(v) {}
};

http://coliru.stacked-crooked.com/a/bdc23a0451a2125b

当编译器看到以下结构中的某些内容时：

template<class T>
class X{};

当您指定 T 是什么时，它会实例化该类并将类型名称为 T 的所有内容替换为指定的类型。

当你写作时

 Container<Container<T>> c;

T实际上是Container<T>，而make_double_container变成了

Container<Container<Container<T>>> make_double_container(const std::vector<std::vector<Container<T>>>&); 

然后（在 main 内部）进入

Container<Container<Container<int>>> make_double_container(const std::vector<std::vector<Container<int>>>&); 

通过将友谊更改为：

 template<class S>
    friend Container<Container<S>> make_double_container(const std::vector<std::vector<S>>&);

你强制编译器从 Container<Container<T>> 的模板中找出 S 是什么，然后它会找出正确的 S 类型，即 int