C++:让多个类成为函数的 friend ？

Question

这是我写的一个双向链表类:

template <class T>
class DLL
{
    class Node
    {
        T m_data;
        Node* m_prev;
        Node* m_next;

        Node(const T& data) :m_data{ data }, m_prev{ nullptr }, m_next{ nullptr }{}

        friend class DLL;

        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Node& node)
        {
            out << node.m_data;
            return out;
        }
    };

    Node* m_first = nullptr;

public:
    DLL& add(const T& data)
    {
        Node* temp = new Node{ data };

        if (m_first)
        {
            temp->m_next = m_first;
            m_first->m_prev = temp;
            m_first = temp;
        }
        else {
            m_first = temp;
        }
        return *this;
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const DLL& dll)
    {
        Node* trav = dll.m_first;
        while (trav)
        {
            out << *trav << ' ';
            trav = trav->m_next; //C2248: Cannot access private member declared in class DLL::Node.
        }
        return out;
    }

    ~DLL()
    {
        Node* trav = m_first->m_next;
        Node* foll = m_first;

        while (trav)
        {
            delete foll;
            foll = trav;
            trav = trav->m_next;
        }
        delete foll;
    }
};

在 DLL的友元函数输出 DLL进入流，弹出一个错误，说函数无法访问类的私有(private)成员 Node .

经过几次尝试，我想出了一个解决方案，将这个 friend 函数声明为 Node 的 friend 。类如下所示:

class Node
    {
        T m_data;
        Node* m_prev;
        Node* m_next;

        Node(const T& data) :m_data{ data }, m_prev{ nullptr }, m_next{ nullptr }{}

        friend class DLL;

        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Node& node)
        {
            out << node.m_data;
            return out;
        }

        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const DLL& dll);
    };

现在函数 std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const DLL& dll)可以访问m_next在 Node上课，一切正常……或者我认为。

我的问题是:正如我们在这里看到的那样，一个函数能否成为多个类的 friend ，或者我所做的是否会调用未定义的行为？

Answer 1

是的，一个函数可以是多个类的 friend 。

但是 friend 不是继承的，所以即使operator<<是 DLL<T> 的 friend 和 DLL<T> DLL<T>::Node 的 friend ，它不会自动生成 operator<< DLL<T>::Node 的 friend ，因此无法访问 private DLL<T>::Node::m_next .

解决方案是将其声明为 DLL<T>::Node 的 friend ，就像你做的那样。