Различные имена типа в объявлении и определении шаблонной функции

#cpp #классы #шаблоны_с++

Недавно столкнулся с такой проблемой как осложнение operator<< для template class,
и вот ищя ответ на этот вопрос, перерыл много вопросов на английском stack'e. Нашёл
решение вот тут. Меня смутило такое решение проблемы -

template 
class Test {
   template       // all instantiations of this template are my friends
   friend std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test& );
};
template 
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test& ) {
   // Can access all Test, Test... regardless of what T is
}


Я не понимаю почему тут используется совсем другой template - template , а тут такой template .

Вроде как пытался перевести, но так и не понял. А может я не совсем понимаю работы
friend?
    

Ответы

Ответ 1

На самом деле нет никакой разницы между template , template , template  и template . Это просто псевдоним для типа,
который будет выведен компилятором во время компиляции. Так что можете заменить эти
имена так чтобы они вас не смущали:

template 
class Test {
   template       // all instantiations of this template are my friends
   friend std::ostream& operator<<( std::ostream&, const Test& );
};
template 
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test& ) {
   // Can access all Test, Test... regardless of what U is
}


Что касается friend, это ключевое слово говорит то том, что ваш оператор << может
обращаться к приватным и защищенным членам класса.

class A{
    int _privateMember;
    friend std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const A& a);
}
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const A& a){
    o << a._privateMember; //так можно только благодаря friend 
    return o;
}


Строго говоря, если вы можете добраться до всего что вам нужно через открытый интерфейс,
то можно обойтись и без friend:

class A{
    int _privateMember;
public:
    int getPrivateMember() const{
        return _privateMember;
    }
}
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const A& a){
    o << a.getPrivateMember();
    return o;
}


Ответ 2

Во-первых, как вам же ответили, шаблонный параметр - это лишь локальный формальный
параметр, имя которого не имеет никакого значения. В точке friend-объявления оператора
вы не можете использовать имя T, так как оно уже "занято" охватывающим шаблоном. А
в точке определения оператора имя T свободно и его можно использовать.

Однако, во-вторых, стоит заметить, что в данном случае вы наблюдаете то, что можно
назвать "ленивым" вариантом friend-объявления. Этот вариант более компактен, но в то
же время формально избыточен, ибо он объявляет все специализации оператора << друзьями
всех специализаций класса Test. В частности operator <<  будет являться другом
класса Test. (Именно об этом написано в комментарии внутри определения оператора.)

В такой избыточной "перекрестной дружбе" нет ничего плохого или опасного, однако
если она вам не нужна и вы хотите поступить более педантично, т.е сделать так, чтобы
каждая специализация оператора дружила именно и только со "своей" специализацией шаблона
класса Test, то писанины будет чуть побольше

template  
class Test;

template  
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test& );

template 
class Test {
   friend std::ostream& operator<< <>( std::ostream&, const Test& );
};

template 
std::ostream& operator<<( std::ostream& o, const Test& ) {
   // Can access only Test
}


Именно из-за несколько большей громоздкости такого педантичного варианта зачастую
некоторые авторы предпочитают прибегать к "ленивому" варианту.