使用模板技巧访问私有成员

Question

来自Johannes Schaub - litb的一篇博客文章

template<typename Tag, typename Tag::type M>
struct Rob { 
  friend typename Tag::type get(Tag) {
    return M;
  }
};

// use
struct A {
  A(int a):a(a) { }
private:
  int a;
};

// tag used to access A::a
struct A_f { 
  typedef int A::*type;
  friend type get(A_f);
};

template struct Rob<A_f, &A::a>;

int main() {
  A a(42);
  std::cout << "proof: " << a.*get(A_f()) << std::endl;
}

既然get函数没有在class A中定义，那么如何从a对象调用它呢？

编辑：

我不明白为什么get必须有标记作为参数，而不是a.*get<A_f>() => ok，这是由于ADL机制

Answer 1

您不能从a调用get！实际上，get返回的是一个指向A内部成员的类指针，它的类型是int A::*，所以你需要一个A的实例来访问这个值。

举个例子，让我用一下你的代码：

struct A {
    A(int a):a(a) { }
    int b;
private:
    int a;
};
void test() {
    auto p = &A::b;
    std::cout << a.*p << std::endl;
}

我是从a内部调用p的吗？a没有p，这正是您的代码中发生的事情，get函数返回&A::a，而您使用a读取它的值！仅此而已，没有任何错误，我认为它将在所有编译器中编译。

这里还有一个问题:为什么C++允许使用A的私有成员声明模板。C++标准说：

14.7.2p8通常的访问检查规则不适用于用于指定显式实例化的名称。注意:具体地说，函数声明符中使用的模板参数和名称(包括参数类型、返回类型和异常规范)可以是私有类型或对象，它们通常是不可访问的，并且模板可以是通常不可访问的成员模板或成员函数。

但是如果你试图实例化或者甚至是typedef指定的模板，那么你就会得到一个错误。让我们稍微修改一下您的示例：

struct A {
private:
    int a;
    friend void f();
};

// Explicit instantiation - OK, no access checks
template struct Rob<A_f, &A::a>;

// Try to use the type in some way - get an error.
struct Rob<A_f, &A::a> r;            // error
typedef struct Rob<A_f, &A::a> R;    // error
void g(struct Rob<A_f, &A::a>);      // error

// However, it's Ok inside a friend function.
void f() {
    Rob<A_f, &A::a> r;               // OK
    typedef Rob<A_f, &A::a> R;       // OK
}

Answer 2

这是合法的，因为朋友函数总是在全局作用域中，即使你在一个类中实现它们。换句话说，这就是：

class A
{
    friend void go() {}
};

只是一个快捷方式：

class A
{
    friend void go();
};

void go() {}

Answer 3

这是gcc中的一个已知编译器错误，已在以后的版本中修复。请参见-：

http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=41437