友元類不能調用私有構造函數

Question

下面的代碼是我今天正在使用的東西的簡化版本。 它有 2 個類 A 和 B。 B 類嘗試使用 A 類的私有構造函數，但失敗了。 如果我將構造函數公開，則代碼編譯得很好。 這是為什么？

#include <vector>

class A
{
friend class B;
private:
    A(int * int_ptr) {
        m_int = *int_ptr;
    }
private:
    int m_int;
};


class B
{
friend class A;
public:
    static void create_vec_a() {
        int v1(1);
        int v2(2);

        std::vector<int *> int_ptr_vec{
            &v1,
            &v2
        };

        std::vector<A> a_vec(int_ptr_vec.begin(),
            int_ptr_vec.end());
    }
};

int  main(int argc, char *argv[])
{
    B::create_vec_a();
    return 0;
}

我在 Visual Studio 中得到的錯誤是：

'A::A': cannot access private member declared in class 'A'

在叮當上：

test.cpp:28:18: note: in instantiation of function template specialization 'std::vector<A, std::allocator<A> >::vector<__gnu_cxx::__normal_iterator<int **, std::vector<int *, std::allocator<int *> > >, void>' requested here
            std::vector<A> a_vec(int_ptr_vec.begin(),
                           ^
test.cpp:7:2: note: declared private here
    A(int * int_ptr) {
    ^

Answer 1

你必須和std::allocator<A>;朋友std::allocator<A>; ，因為那是試圖訪問構造函數的人。

class A
{
    friend class std::allocator<A>;
...

盡管從給定的示例中很難對整體設計發表評論，但我會考慮將其公開，因為如果 stl 可以，任何可以看到class A都可以構造它。

Answer 2

對A的構造函數的實際調用發生在std::allocator<A>::construct ，不在B的范圍內，因此您需要std::allocator<A>成為朋友。 但是，這將允許每個人調用您的私有構造函數，這可能是不可取的。

最簡單的方法（不涉及使A的構造函數公開或有效公開）只是在B構造A並將它們移動到向量中。 （您顯示的A隱式聲明了復制和移動構造函數。）

std::vector<A> a_vec;
for (int* p : int_ptr_vec) {
    a_vec.push_back(A(p));
}

如果A不是可移動的（很少見，但如果它包含原子變量或互斥量作為成員，則可能會發生），那么您可以考慮更復雜的訪問控制技術，例如需要傳遞特殊令牌到構造函數。

class A
{
public:
    class Token
    {
        friend class B;
    private:
        Token() {}
    };
    A(Token, int * int_ptr) {
        m_int = *int_ptr;
    }
private:
    int m_int;
};

// ...
// inside B
std::vector<A> a_vec;
for (int* p : int_ptr_vec) {
    a_vec.emplace_back(A::Token(), p);
}

（這種方法也可以更普遍地使用，例如，在沒有友誼的語言中，如 Java。）

Answer 3

錯誤 clang 輸出實際上非常具有描述性。 調用std::vector<A> a_vec(int_ptr_vec.begin(), int_ptr_vec.end()); 會調用一個可以實現（非常天真）的構造函數，如下所示：

vector(TIterator _Begin, TIterator _End) {
  for (auto it = _Begin; it < _End; ++it) {
    this->push_back(T(*it)); // This calls the constructor you have marked as private
  }
}

由於您的類中所需的構造函數被標記為私有，因此當該特定函數被編譯器的模板傳遞擴展時，編譯無法成功。

將構造函數標記為 public 是正確的做法（畢竟它是公開使用的）。

或者，您可以將構造函數保留為私有，並在創建后以其他方式手動填充向量。 編譯不會失敗，因為需要構造函數的模板代碼不會被實例化。 就像是：

std::vector<A> a_vec;
for (auto ptr: int_ptr_vec) {
  a_vec.push_back(A::create(ptr)); // Define create() in A as you wish
}

Answer 4

聚會遲到了，但這里有一個同事向我展示的一個技巧，可以通過簡單的方式解決這個問題：

class Foo
{
    // This is used to make the constructor effectively private
    struct PrivateConstruct
    {
    };

public:
    Foo(MyType myArg, PrivateConstruct);
...
};

然后從朋友類構造：

auto uniqueFoo = std::make_unique<Foo>(myValue, Foo::PrivateConstruct());

Answer 5

嘗試在 B 類中使用朋友 A::A(int * int_ptr)。