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c++ - 注入的类名可以用作友元声明中的类型名吗？

问题描述

考虑这段代码：

template <typename T>
class Singleton
{
};

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

它在 gcc 和 clang 中编译，但它有效吗？[temp.local].1 说：

当它与模板参数列表一起使用时，作为模板模板参数的模板参数，或作为朋友类模板声明的详细类型说明符中的最终标识符，它是一个模板名称指类模板本身。

粗体部分似乎适用，朋友声明似乎需要类型名称而不是模板名称（参见 [class.friend]）。

是编译器错误还是我误读了标准？

标签： c++language-lawyerclass-templatefriend-classinjected-class-name

解决方案

[temp.local]中使用继承的所有示例都使用模板化 Derived class，因此需要使用限定名称访问 Base ，即通过 Derived，如[temp.local]#example-2：

template <class T> struct Base {
  Base* p;
};

template <class T> struct Derived: public Base<T> {
    typename Derived::Base* p;   // meaning Derived​::​Base<T>
};

这是为了克服依赖名称查找规则。

在规范的这一部分中没有非模板 Derived的示例，但如果 Derived 未模板化，则以下内容也应该有效：

// same Base as above
struct Derived: public Base<int> {
    Base* p;   // meaning Derived​::​Base<int>
};

这被解释为：

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base* p;
};

这被解释为：

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base<int>* p;
};

在我们的例子中：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

等同于：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton;
};

这与以下内容相同：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton<Logger>;
};

需要注意的是，injected-class-name规范中的定义是指：

类名也绑定在类（模板）本身的范围内；这被称为注入类名。

我认为这个词template出现在括号中，作为规范的提示，注入的类名也可能出现在非模板类中。事实上，它在规范的其他地方使用，在非模板上下文中，例如here和here。

为了解决这个问题，规范在[dcl.type.simple]#note-1处添加：

在执行类模板参数推导的上下文中（[temp.local]），注入的类名永远不会被解释为模板名。

因此，我会说您的代码符合规范。

请注意，[temp.local]#example-1指的是编译器不会看到class YasY<int>而是 as 的情况::Y：

template<template<class> class T> class A { };
template<class T> class Y;
template<> class Y<int> {
  Y* p;                                 // meaning Y<int>
  Y<char>* q;                           // meaning Y<char>
  A<Y>* a;                              // meaning A<​::​Y>
  class B {
    template<class> friend class Y;     // meaning ​::​Y
  };
};

最后一个示例也适用于我们的案例，用于声明所有类型的 Singleton 都已成为朋友：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class Singleton; // refers to ::Singleton
};

但是，由于 GCC 中出现了一个旧的重新出现的错误，上述内容无法在 GCC中编译。

为了克服 GCC 错误，可以使用更详细的选项：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class ::Singleton; // OK with GCC and Clang
};

可使用的代码：https ://godbolt.org/z/Mcez17

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