c++ - CRTP继承中的基类 "friending"是否也会影响子类？

Question

在 attempt to answer another question 中，我想出了一个方案来强制 CRTP 基类的子级在它们的构造函数中接受特定类型作为参数:使参数类型的构造函数 private，将 CRTP 基类分配为 friend，并将参数类型也声明为基类构造函数的参数。

但是，当我试图证明该方案通过访问冲突提供了所需的保护时，我发现即使参数类型的构造函数是私有(private)的，子类也能够构造它:

template <typename T>
class SingletonBase {
  protected: class P { friend class SingletonBase<T>; P() = default; };
  public:
     SingletonBase(P) {} 
};

class Logger: public SingletonBase<Logger> {
  using BASE = SingletonBase<Logger>;
  public:
    Logger() : BASE{P{}} {} // WHY NO ACCESS VIOLATION?
};

这compiles without error ，即使我预计会发生访问冲突。为什么？

Answer 1

Does “friending” the base class in CRTP inheritance affect the child class as well?

不，当然不是。友情不是世代相传的。为了说明这个问题，

首先，P::P() 是默认的默认构造函数，它是一个trivial default constructor。 .

其次，P{} 是 value initialization (C++11 起)，

(强调我的)

2) if T is a class type with a default constructor that is neither user-provided nor deleted (that is, it may be a class with an implicitly-defined or defaulted default constructor), the object is zero-initialized and then it is default-initialized if it has a non-trivial default constructor;

注意它只会是 zero initialized这里，不是default initializated . P 的私有(private)默认构造函数根本不会被调用。

If T is an non-union class type, all base classes and non-static data members are zero-initialized, and all padding is initialized to zero bits. The constructors, if any, are ignored.

如果您将其显式更改为默认初始化，则会出现访问冲突错误。

Logger() : BASE{P()} {} // error: calling a private constructor of class 'SingletonBase<Logger>::P
//               ~~

一个简化的演示

class X { X() = default; };

int main()
{
    X x1{}; // fine
    X x2;   // error: calling a private constructor of class 'X'
}

LIVE

解决方案

您可以提供一个用户定义的默认构造函数，这是一个非平凡的构造函数，以更改值初始化的行为。

template <typename T>
class SingletonBase {
  protected: 
    class P { 
      friend class SingletonBase<T>; 
      P() {} // user-defined default constructor
    };
  public:
    SingletonBase(P) {} 
};

class Logger: public SingletonBase<Logger> {
  using BASE = SingletonBase<Logger>;
  public:
    Logger() : BASE{P{}} {} // error: calling a private constructor of class 'SingletonBase<Logger>::P'
};