Как скрыть данные от всех, кроме класса T

Question

Я хочу, чтобы тип A передавал свои скрытые данные объекту типа T, но скрывал данные от всех остальных. Мой компилятор C++ это GCC 4.4, но это не должно иметь значения. Почему это не сработает?

#include <iostream>

template <class T> class A {
  private:
    int n1;
  public:
    friend class T;
    A(const int n0 = 0) : n1(n0) {}
};

class B {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return a.n1; }
    B() {}
};

int main() {
    const A<B> a(5);
    const B b;
    const int m = b.f(a);
    std::cout << m << "\n";
    return 0;
}

Между прочим, это работает хорошо, за исключением того, что не может скрыть данные:

#include <iostream>

template <class T> class A {
  private:
    int n1;
  public:
    int n() const { return n1; }
    A(const int n0 = 0) : n1(n0) {}
};

class B {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return a.n(); }
    B() {}
};

int main() {
    const A<B> a(5);
    const B b;
    const int m = b.f(a);
    std::cout << m << "\n";
    return 0;
}

Действительно ли C++ не позволяет указывать класс друга во время компиляции в качестве параметра шаблона? Почему бы и нет? Если нет, то какую альтернативную технику я должен использовать, чтобы скрыть данные? (Можно было бы предпочесть метод компиляции, если это возможно.)

В чем мое недоразумение, пожалуйста?

(Я вижу некоторые ответы на связанные вопросы здесь и здесь, но либо они не отвечают на мой конкретный вопрос, либо я не понимаю, что они так делают. В любом случае, возможно, я использую неправильную технику вообще. Хотя я по-прежнему заинтересован в почему класс T друга терпит неудачу, что я действительно хочу знать, так это как скрыть данные, будь то с другом или другими способами.)

Благодарю.

Answer 1

Я не знаю, что стоит за вашей ошибкой (см. Ответ Xeo), но я нашел обходной путь для C++03. Вместо того, чтобы делать T друг, сделай один из Tчлен функции друга:

#include <iostream>

template <class T> class A {
  private:
    int n1;
  public:
    friend int T::getN1(const A& a) const;
    A(const int n0 = 0) : n1(n0) {}
};

class B {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return getN1(a); }
    B() {}
  private:
    int getN1(const A<B>& a) const {return a.n1;}
};

class C {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return getN1(a); }
    C() {}
  private:
    // Error, n1 is a private member of A<B>
    int getN1(const A<B>& a) const {return a.n1;}
};

int main() {
    const A<B> a(5);
    const B b;
    const int m = b.f(a);
    std::cout << m << "\n";
    return 0;
}

---

В качестве альтернативы, вы можете сделать вложенный класс / структуру T другом для A. Это может быть более удобно, если есть несколько закрытых членов A, к которым вы хотите, чтобы T имел доступ.

#include <iostream>

template <class T> class A {
  private:
    int n1;
  public:
    friend class T::AccessToA;
    A(const int n0 = 0) : n1(n0) {}
};

class B {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return AccessToA::getN1(a); }
    B() {};
  private:
    friend class A<B>;
    struct AccessToA
    {
        static int getN1(const A<B>& a) {return a.n1;}
    };
};

class C {
  public:
    int f(const A<B> a) const { return AccessToA::getN1(a); }
    C() {};

  private:
    friend class A<C>;
    struct AccessToA
    {
        // Error, n1 is a private member of A<B>
        static int getN1(const A<B>& a) {return a.n1;}
    };
};

int main() {
    const A<B> a(5);
    const B b;
    const int m = b.f(a);
    std::cout << m << "\n";
    return 0;
}

Answer 2

Ваш компилятор просто слишком стар. C++11 позволяет вам объявить параметры шаблона друзьями.

§11.3 [class.friend] p3

Объявление друга, которое не объявляет функцию, имеет одну из следующих форм:

• friendelaborated-type-specifier;
• friendsimple-type-specifier;
• friendtypename-specifier;

Если спецификатор типа в friend объявление обозначает (возможно, cv-квалифицированный) тип класса, этот класс объявляется как friend; в противном случае объявление друга игнорируется.

И он даже содержит пример параметра шаблона в качестве друга:

class C;
// [...]
template <typename T> class R {
  friend T;
};

R<C> rc;   // class C is a friend of R<C>
R<int> ri; // OK: "friend int;" is ignored

У C++03, к сожалению, нет способа сделать это, однако вы можете просто добавить в друзья одну свободную функцию и позволить ей действовать как "склеивающий" код, который берет данные из одного класса и передает их другому. Другим способом может быть шаблон пароля.