Friend 函数在类中不可见

Question

我有以下代码：

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); // error: 'f' was not declared in this scope
    }
};

int main() {
    M m;
}

实例

g++4.8和clang3.4都无法编译它，因为

f

在

M

内部不可见，或者他们是这么说的。

但是，标准给出了类似代码的示例

class M {
  friend void f() { } // definition of global f, a friend of M,
                      // not the definition of a member function
};

并这么说

类中定义的

friend

函数位于该类的（词法）范围内 定义它的类。

（ISO/IEC 14882:2011 11.3 Friends [class.friend] p6, p7）

由此我无法理解编译器如何找不到

f

，它是在使用它的同一个类中定义的。

两个编译器不太可能有相同的错误。
那么，我错过了什么？

Answer 1

友元声明指出周围命名空间中名为

f

的函数是该类的友元；但它没有将名称

f

引入命名空间。在命名空间中声明它之前，它不可用（除了通过参数相关的查找）。

相关规则是C++11 7.3.1.2/3：

如果非本地类中的

friend

声明首先声明了一个类或函数，则友元类或函数是最内层封闭命名空间的成员。 在该命名空间范围内提供匹配声明之前，通过非限定查找或限定查找都找不到好友的名称。

Answer 2

关键问题是在什么情况下编译器能够/允许找到你的函数声明。 对于一般的

friend

 函数，您必须在类之外声明它，以便编译器能够找到它。

但是有一个非常有用的例外：如果

friend

 函数具有类类型的参数，则由于

依赖于参数的名称查找，它无需额外声明即可找到该函数。

这种情况实际上非常重要，因为通常您需要一个

friend

 函数来访问类类型的对象。

---

考虑以下示例：

#include <iostream>

struct M
{
    friend void printI(int a) {
        std::cout << a;
    }
    friend void print(const M& m) { // friend takes object of class type!
        std::cout << "M";
    }
    void foo() {
        printI(2); // ERROR - requires declaration!
        print(*this); // OK!
    }
};

int main()
{
    M m;
    m.foo();
    printI(2); // ERROR - requires declaration!
    print(m); // OK
}

Answer 3

引用自 C++ 标准

类中定义的友元函数位于该类的（词法）范围内 定义它的类。

的意思如下

9 友元函数定义中使用的名称的名称查找 (11.3) 在授予友谊的类中内联定义应继续 如成员函数定义中的查找所述。

即从类范围开始搜索函数中使用的任何名称。

但是，函数本身在命名空间中不可见，直到在类外部声明为止。

所以在你的情况下，在类定义之前声明函数就足够了

void f() {}

struct M {
    friend void f();
    M() {
        f(); 
    }
};

int main() {
    M m;
}

或者

void f();

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); 
    }
};

int main() {
    M m;
}

Answer 4

struct M {
    friend void f() {}
    M() {
        f(); // error: 'f' was not declared in this scope
    }
};

int main() {
    M m;
}

上面的代码完美运行。（在DevC++上尝试过） 也尽量不要在类内部定义函数，因为它可能没有外部范围，即在

main()

 中。
在尝试从 

f()

 调用 

main()

 时，您将收到一条错误消息，指出函数不存在。
因此，使用 

::

 运算符（如有必要）在类外部定义函数，以便从任何地方访问该函数都没有问题。

访问类中定义的友元函数