c++ - 具有前向声明的嵌套类在 clang++ 中导致错误，但在 g++ 上通过时没有警告

Question

我正在尝试结合嵌套类和前向声明以保持代码清晰易读，即使它具有非常复杂的类结构。前向声明允许我在这里减少缩进级别。

以下代码在 g++-9.3 和 clang++-10 上都能正常编译：

class A {
    public:
        class B;
};
class A::B {
    public:
        int foo=0;
};

然而，当我在另一个类中做同样的嵌套时，这个构造在 g++ 上没有任何警告，但在 clang++ 上失败：

class Outer {
   public:
      class A {
         public:
            class B;
      };
      class A::B {
         public:
            int foo=0;
      };
};

clang++ 的失败是：

test.cpp:7:16: error: non-friend class member 'B' cannot have a qualified name
      class A::B {
            ~~~^
1 error generated.

我想这在某种程度上是 gcc 足以正确解释的无效代码？我意识到我可以直接在 A 类中移动类定义，但是假设我想保留这个版本的前向声明。

标签： c++g++language-lawyerinner-classesclang++

Answer 1

类头名称包含嵌套名称说明符的类说明符可能不会出现在类中；仅在封闭的命名空间内

来自[class]/11：

如果一个类头名称 包含一个嵌套名称说明符，则该类说明符应引用先前直接在 嵌套名称说明符所指的类或命名空间中声明的类，或者在该命名空间的内联命名空间集（即，不仅仅是由using-declaration继承或引入），并且类说明符应出现在包含先前声明的命名空间中。在这种情况下，定义的class-head-name的nested-name-specifier不应以decltype-specifier开头。

在您失败的示例中，A::是nested-name-specifier并且A::B { ... }是class-specifier。标准

[...]类说明符应出现在包含先前声明的命名空间中。

没有实现。特别要注意，类说明符包含class-head，而 class-head 又包含一个class-head-name，而 class-head-name 又包含一个可选的嵌套名称说明符，以及（非可选的）一个类-名字。如果存在嵌套名称说明符，则 [class]/11 适用，在这种情况下（如上文所强调的），适用于允许类说明符的位置；特别是，不允许嵌套在一个类中。

因此，您的程序格式错误；叮当是对的。

---

我们可能会注意到，如果类说明符forB出现在命名空间范围内（包含先前的类内声明），则 Clang 接受该程序：

class Outer {
 public:
    class A {
      public:
        class B;
    };
};

class Outer::A::B {
  public:
    int foo=0;
};

---

最后，请注意[class.nest]/3提到在声明它们的类的类中定义嵌套类，以及在封闭命名空间的命名空间范围内定义嵌套类：

如果 classX在命名空间范围内定义，则嵌套类Y可以在 class 中声明，然后在 classX的定义中定义， X或者稍后在包含 class 定义的命名空间范围内定义X。[_ 例子：_

 class E {   class I1;       // forward declaration of nested class  
 class I2;   class I1 { };   // definition of nested class }; class
 E::I2 { };  // definition of nested class

 <em>—结束示例]

这允许您的第一个示例：

class A {
  public:
    class B;
};
class A::B {
  public:
    int foo=0;
};

被重构为

class A {
  public:
    class B {
      public:
        int foo=0;
    };
};

或者

class A {
  public:
    class B;  // forward declaration
    // ...
    class B {
      public:
        int foo=0;
    };
};

但是这里与 [class]/11 没有冲突，它专门管理当类头名称包含嵌套名称说明符时允许的语法。