C++如何避免使用自制的侵入式列表的友元模板函数

Question

我需要一个侵入式的、排序的、双链表。我不想使用 boost::intrusive，所以我自己这样做并遇到了问题

对于一个双向链表，有几个操作，这里只是其中一个，这将有助于说明我的观点:

template<typename LIST, typename NODE>
void insertAfter(LIST *list, NODE *node, NODE *newNode)
{
    newNode->prev_ = node;
    newNode->next_ = node->next_;
    if(nullptr == node->next_)
        list->last_ = newNode;
    else
        node->next_->prev_ = newNode;
    node->next_ = newNode;
}

现在假设我有一组对象在一个这样的列表中，但我希望它们的内容是私有(private)的:

struct Object
{
private:
    Object *prev_, *next_;
};

现在我创建我的列表(请忽略当列表为空时会出现 nullptr 异常的事实......)。

struct List
{
    Object *first_, *last_;

    void addObject(Object *o)
    {
        insertAfter(this, last_, o);  // not correct when list empty
    }
};

这不会编译，因为 prev_ 和 next_ 是私有(private)的并且 insertAfter 没有访问权限。可以很容易地解决这个问题:

// Fwd decl
struct List;

struct Object
{
    friend void insertAfter<List, Object>(List *, Object *, Object *);
private:
    Object *prev_, *next_;
};

struct List
{
    Object *first_, *last_;

    void addObject(Object *o)
    {
        insertAfter(this, last_, o);
    }
};

但这会打开一个访问漏洞，任何人都可以使用 insertAfter 来影响 Object 的私有(private)成员。我真正想要的是让 List 成为 Object 的 friend 。我可以通过不为我的链表操作使用模板来解决这个问题(改为使用普通宏)，但这显然有其缺点。去这里的正确方法是什么？

Answer 1

按照这些思路怎么样？

template<class ObjectType>
class List
{
    ObjectType *first_, *last_;

public:
    void addObject(ObjectType *o)
    {
        insertAfter(this, last_, o);
    }

    void insertAfter(ObjectType *node, ObjectType *newNode)
    {
        newNode->prev_ = node;
        newNode->next_ = node->next_;
        if(nullptr == node->next_)
            this->last_ = newNode;
        else
            node->next_->prev_ = newNode;
        node->next_ = newNode;
    }
};

class Object
{
private:
    Object *prev_, *next_;

    friend class List<Object>;
};

int main() {}

不过，我看不出它真的比您已经做的更不令人反感:模板代码无论如何都是内联的，因此您无法阻止人们根据自己的喜好重写您的类。放松一下，对您的客户有一定程度的信任 :)