基类的好友类如何通过从基类派生的类的对象访问该基类的成员？

Question

这是我在文件source.cpp中的代码：

class B
{
  friend class F;
protected:
  int protectedIntB;
};

class D : public B {};

class F
{
public:
  int f(D &d) {return ++d.protectedIntB;}
};

当我使用g++ -c -Wall -pedantic -std=c++11 source.cpp和cl /c source.cpp编译以上代码时，两个编译器均成功编译。 但是，当我使D使用protected而不是public从B继承时：

class D : protected B {};

这次，gcc成功编译，而cl给出错误，表明B::protectedIntB在return ++d.protectedIntB;不可访问return ++d.protectedIntB; 。

另一种情况是将public替换为private ：

class D : private B {};

这次，两个编译器都产生错误。 顺便说一句，我正在使用mingw-w64构建的gcc版本5.3.0和VS2015的cl版本19.00.24210。

我的问题来了：

基类的好友类如何通过从基类派生的类的对象访问该基类的成员，以及为什么gcc和cl处理不同？

编辑：

感谢songyuanyao和Brian ，在protected情况下，它似乎在gcc 5.3.0中存在错误。 只有public情况才能成功编译，并且gcc 6.1.0也可以正常工作。

Answer 1

根据[class.access.base] / 5：

对成员的访问受该成员所在的类影响。 该命名类是在其中查找并找到成员名称的类。

根据[class.access.base] / 6：

如果使用包含隐式“ this-> ”的类成员访问运算符来访问非静态数据成员或非静态成员函数，则如果左操作数（在指针中被视为指针）则引用格式不正确。 “ . ”运算符大小写）不能隐式转换为指向右侧操作数命名类的指针。

因此，在特定情况下，要访问d.protectedIntB ，以下两个条件必须为真：

• 您必须作为B的成员有权访问protectedIntB ，因为B是在其中找到了protectedIntB名称的类。 （注意：这可以通过使用using-声明在派生类中重新声明成员来更改；在这种情况下，派生类将是控制对象。）

• 您必须有权访问B作为D的基础， 即，能够将D*转换为B* 。 如果B是D的公共基础，则很好。 如果B是一个受保护的基础D ，访问检查适用，这F::f失败，因为F不是朋友D ，而不是派生类的D 。

令人惊讶的是，在受保护的情况下，似乎GCC是错误的编译器，但此错误似乎已修复 。 注意Clang提供了更好的诊断 。

Answer 2

如果使D使用受保护的或私有的（而不是公共的）从B继承，则编译将失败。

根据标准， $ 11.2 / 5基类和基类成员的可访问性[class.access.base] ：

如果在类N中命名，则成员m在点R处可访问。

（5.4）存在一个N的基类B，它可以在R处访问，而在B类中命名时，m可以在R处访问。

 class B; class A { private: int i; friend void f(B*); }; class B : public A { }; void f(B* p) { p->i = 1; // OK: B* can be implicitly converted to A*, // and f has access to i in A } 

—结束示例]

对于您的第一种情况，可以通过F::f()访问D的基类B ，因为它是公共继承。 B::protectedIntB是F::f()类的朋友，因为它是B类的朋友。

如果将其更改为受保护继承或私有继承，则D的基类B不能再次在F::f()访问，则编译应会失败。 注意F::f()不是派生类D朋友。 这意味着如果您也使它成为D类的朋友，则编译将成功。

顺便说一句：我在这里用gcc尝试了受保护的继承，但失败了。

Answer 3

如果代码在gcc 5.3.0上编译而不在cl上编译，则这两者之一没有严格执行C ++标准的可能性很高。 如果我不得不猜测一下，对于受保护的私有继承，您应该会遇到编译器错误。 有关不同种类的继承之间的区别，请参阅私有，公共和受保护继承之间的区别以获取更多详细信息。

为了使F类能够访问B类的私有成员，应该知道D类是从B类派生的，而B类只会发生在公共继承中。