Friend函数无法构造类的唯一指针答案

【问题标题】：Friend function is unable to construct a unique pointer of the classFriend函数无法构造类的唯一指针
【发布时间】：2015-07-05 22:29:35
【问题描述】：

我有一定的设计策略，我的类的构造函数是私有的，只能由类的朋友构造。在朋友函数中，我正在尝试使用std::make_unique创建我的类的唯一指针，但它无法编译。我的 VC12 编译器报错

c:\program 文件 (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\memory(1639)：错误 C2248：“Spam::Spam”：无法访问在“Spam”类中声明的私有成员

编译失败的相关代码如下

#include <memory>
class Spam {
public:
    friend void Foo();

private:
    Spam(int mem) :mem(mem) {}
    int mem;
};
void Foo() {
    std::unique_ptr<Spam> spam = std::make_unique<Spam>(10);
}

为什么我无法编译？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 friend unique-ptr

【解决方案1】：

这是我见过的另一种方法，显然被称为 passkey idiom：让公共构造函数需要私有访问令牌。

class Spam {
    struct Token {};
    friend void Foo();
public:
    Spam(Token, int mem) : mem(mem) {}

private:
    int mem;
};

void Foo() {
    std::unique_ptr<Spam> spam = std::make_unique<Spam>(Spam::Token{}, 10);
}

void Bar() {
    // error: 'Spam::Token Spam::token' is private
    // std::unique_ptr<Spam> spam = std::make_unique<Spam>(Spam::Token{}, 10);
}

【讨论】：

代码编译，但没有链接错误“undefined reference to `Spam::token'”
@MathieuDutourSikiric 哇，花了三年时间才有人注意到...已修复，谢谢！
我不确定你是否需要 Spam::Token 前面的 {}
@Caleth 如果不是std::make_unique 需要转发它，我不会这样做，因此知道它的类型:)
感谢您的更正，但我想知道它如何解决最初的问题。最初的问题是构造函数是私有的并且 make_unique 与 Spam 不友好。在您的代码中，构造函数是公共的。这当然解决了这个问题，但是 Spam::Token 对此有何帮助？

【解决方案2】：

Why am I not able to compile?

您无法编译，因为make_unique 不是Spam 的朋友。

使make_unique 成为朋友的另一种解决方案是将unique_ptr 的创建移至Spam。

class Spam {
   ...
private:
   Spam(int) {}

   static unique_ptr<Spam> create( int i ) 
   { return std::unique_ptr<Spam>( new Spam(i) ); }
};

然后让Foo 调用它。

void Foo() {
    std::unique_ptr<Spam> spam = Spam::create(10);
    ...
}

【讨论】：

这比直接在Foo 中使用new 有什么好处？
使用这种结构是为了强制 API 的用户进入 RAII。这样就更难造成内存泄漏。调用 Foo 将删除垃圾邮件，如果稍后在 Foo 内部抛出异常，则垃圾邮件将被删除。
但你并没有强迫 RAII：Foo 仍然可以调用 new，因为它是朋友。它可能决定在任何情况下使用unique_ptr。关键是make_unique 比new 更可取。如果您打算放弃它，那么我看不到这种方法增加复杂性的好处。

【解决方案3】：

在您的情况下，函数 make_unique 正在尝试创建 Spam 的实例，而该函数不是朋友。从友元函数内部调用非友元函数不会使非友元函数具有友元状态。

要解决这个问题，你可以写信Foo:

std::unique_ptr<Spam> spam(new Spam(10));

【讨论】：

是的，你是对的。您能否在答案中添加更多详细信息？
无法保证make_unique 不会委托给内部助手，在这种情况下，您的friend 将不起作用（更不用说签名也是错误的，因为make_unique 接受了它通过转发引用的参数）。
一般来说，这种方法容易出现make_unique 应该解决的问题（即内存泄漏的可能性）

【解决方案4】：

在您的示例中，Foo() 是 friend，但它不是创建 Spam 的函数 - make_unique 在内部调用 new Spam 本身。简单的解决方法是让Foo() 直接构造Spam：

void Foo() {
    std::unique_ptr<Spam> spam(new Spam(10));
}

【讨论】：