C++友元函数问题

#include <utility> #include <type_traits>  template <unsigned Height, typename T, bool = std::is_class_v<T> && !std::is_final_v<T>> class TupleElt;  template <unsigned Height, typename T> class TupleElt<Height, T, false> { private:     T value;  public:     TupleElt() = default;     template <typename U>     TupleElt(U &&other) : value(std::forward<U>(other)) {}     T &get() { return value; }     T const &get() const { return value; } };  template <unsigned Height, typename T> class TupleElt<Height, T, true> : private T { public:     TupleElt() = default;     template <typename U>     TupleElt(U &&other) : T(std::forward<U>(other)) {}     T &get() { return *this; }     T const &get() const { return *this; } };  template <unsigned H, typename T> T &getHeight(TupleElt<H, T> &te) {     return te.get(); }  template <typename... Types> class Tuple;  template <unsigned I, typename... Elements> auto get(Tuple<Elements...> &t) -> decltype(getHeight<sizeof...(Elements) - I - 1>(t)) {     return getHeight<sizeof...(Elements) - I - 1>(t); }   template <typename... Types> class Tuple;  template <typename Head, typename... Tail> class Tuple<Head, Tail...> : private TupleElt<sizeof...(Tail), Head>, private Tuple<Tail...> {     template <unsigned I, typename... Elements>     friend auto get(Tuple<Elements...> &t) -> decltype(getHeight<sizeof...(Elements) - I - 1>(t));  \ 友元函数声明  private:     using HeadElt = TupleElt<sizeof...(Tail), Head>;  public:     Head &getHead() { return static_cast<HeadElt *>(this)->get(); }     Head const &getHead() const { return static_cast<HeadElt const *>(this)->get(); }     Tuple<Tail...> &getTail() { return *this; }     Tuple<Tail...> const &getTail() const { return *this; } };  template <> class Tuple<> { };  int main() {     Tuple<char, char> t1;     get<0>(t1);     return 0 } 

• 主 資深大佬 : Tony042

  刚才又试了下，clang-10, MSVC 16.7.0 都可以编译通过，gcc-9, gcc-10 都编译不通过…

• 主 資深大佬 : Tony042

  果然 C++的回答就是少啊，自顶一下，另外题中代码可以通过这个链接调试 https://godbolt.org/z/Wr4arz

• 資深大佬 : codehz

  虽然不知道发生了什么，但是你改成这样就能通过编译 https://godbolt.org/z/bq8sEn
  另外你这个方法做 tuple 居然还需要 static_cast，这肯定和正确的做法有所偏离。。。

• 主 資深大佬 : Tony042

  @codehz 同不知道发生了什么，友元函数不行，友元类却可以，gcc 这行为挺奇怪的。stl 里面的 get 函数就是通过 static_cast 获得 tuple 里元素的值。《 C++ templates 》这本书代码有点坑，好多地方都有小错误，或者不太稳定
• 主 資深大佬 : Tony042

  @codehz anyway 谢谢老哥的回复啊，基本上我的每个问题都是你帮我回答的，谢谢啦

• 資深大佬 : Wirbelwind

  大概是编译器实现问题？

  使用 private 类型 继承的类型，就算是被继承类型中的 public 成员也是不能访问的。

  写个简化版的 demo 的话，clang 和 msvc 也是不给过的。

  简单的解决办法就是 private TupleElt 改成 public TupleElt

• 主 資深大佬 : Tony042

  @Wirbelwind 应该是编译器实现问题吧，我查了下 stl 源码，msvc 的方式是将 get 函数声明为友元函数，gcc 是声明友元类。 在这个 case 里面，由于每个 tuple 类的实现都声明了所有 get 函数为友元函数，其实按理说 private 不会影响 get 函数做 Derived->Base 转换的

• 資深大佬 : constexpr

  我研究了一下,我觉得这个问题大概跟友元有关,为此我写了一段极短的代码

  struct Base { void f() {} };

  void m(Base*) {}

  template<typename T>auto v2ex(T* b) -> decltype(m(b));

  struct Derived : private Base {
  template<typename T> friend auto v2ex(T* d) -> decltype(m(d)); //problem HERE!!!
  };

  template<typename T> auto v2ex(T* d) -> decltype(m(d)) { d->f(); }

  int main() {
  Derived d;
  v2ex(&d);
  }

  这段代码能在 MSVC, clang 中编译通过并运行, g++无法编译.

  这段代码的问题在于, 模板函数 V2EX 是类 Derived 的友元, 故可以在 V2EX 中自由转换成类 Base. 但是 V2EX 的声明有这么一段 “decltype(m(b))” , 问题是函数 m 是否应该是类 Derived 的友元呢? 如果是的话, 我传给他一个类 Dervied 的指针,他应该在 V2EX 中能畅通无阻的转换成类 Base, clang 和 MSVC 都认为是的,所以编译通过, 而 g++认为 m 不是 Derived 的友元, m 中不允许 Derived->Base 的转换, 这就是他无法编译的原因.
  对应你的代码就是 g++不认为 getHeight 是 Tuple 的友元, 所以在友元声明中 “getHeight<sizeof…(Elements) – I – 1>(t)”, g++不允许 Tuple 类型的参数 t 向基类 TupleElt 的转换!!!

  有几点说明一下:
  ■ 代码也许可以写的更短, 但是为了恰好在 MSVC 和 clang 下编译成功, 而 gcc 不成功才写的稍复杂了一点.
  ■ 你的代码比我这段代码复杂的多, 而且涉及递归继承, 多重继承. 虽然我不敢肯定我提到的这个问题就一定是你问题的解答, 但从 g++编译器给出的错误提示中, 大致就是我提出的这个问题.
  ■ 至于 ISO 标准是怎么样的, 我不清楚. 不过也能看出不同编译器对标准的解读,实现都有偏差.

• 資深大佬 : constexpr

  @constexpr V2EX 好像自动变大写了!~

• 資深大佬 : Wirbelwind

  @constexpr 这样理解确实不错，之前我试了在 base class 加友元函数，但是出现 ambigous 问题 就作罢了

  但是编译器报的错误是 inaccessible base of TupleElt，也可能是 gcc 不允许访问 private

  友元一定程度上破坏了 oop 特性