創建涉及不完整類型成員的“使用”聲明的最佳方法是什么？

Question

我有一個非常簡單的 CRTP 骨架結構，它在基類中只包含一個向量和一個私有訪問器。 CRTP 類中有一個輔助方法可以訪問它。

#include <vector>

template<typename T>
class CRTPType {

   // Will be used by other member functions.  Note it's private, 
   // so declval/decltype expressions outside of friends or this class 
   // cannot see it
   auto& _v() {
       return static_cast<T *>(this)->getV();
   }
};


class BaseType : public CRTPType<BaseType> {

    friend class CRTPType<BaseType>;

    std::vector<int> v;

    //For different base types this impl will vary
    auto& getV() { return v; }
};

到目前為止，一切都很好。 現在我想向CRTPType添加一個using聲明，這將是_v()返回的類型。 因此，理想情況下，可以執行以下操作：

template<typename T>
class CRTPType {

   //Will be used by other member functions
   auto& _v() {
       return static_cast<T *>(this)->getV();
   }

   using vtype = decltype(std::declval<CRTPType<T>>()._v());
};

問題是類型不完整，所以我不能在CRTPType中使用任何decltype / declval表達式。

有沒有一種干凈的方法可以盡可能少地破壞封裝？ 理想情況下在 C++14 中，但如果有任何新的語言功能有幫助，我會很感興趣。

Answer 1

如果您不太關心using聲明的出現位置和准確方式，那么您可以在不做太多更改的情況下避免該問題，例如將using聲明放入嵌套類中：

template<typename T>
class CRTPType {

   //Will be used by other member functions
   auto& _v() {
       return static_cast<T *>(this)->getV();
   }

   struct nested {
     using vtype = decltype(std::declval<CRTPType<T>>()._v());
   };
};

原始代碼中的問題是using聲明是使用類模板專業化隱式實例化的， CRTPType<BaseType>的隱式實例化點在BaseType的定義之前，因為后者使用前者作為基類（這是必需的是完整的，因此被隱式實例化）。

另一方面，嵌套成員類被指定為不使用類模板特化隱式實例化，而是僅在需要它們完成時才進行實例化。 換句話說， using聲明的實例化點現在將緊接在命名空間范圍聲明之前，該聲明實際上直接或間接地使用nested::vtype 。

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另一種選擇是使using聲明成為模板：

template<typename T>
class CRTPType {

   //Will be used by other member functions
   auto& _v() {
       return static_cast<T *>(this)->getV();
   }

   template<typename U = T>
   using vtype = decltype(std::declval<CRTPType<U>>()._v());
};

成員模板也不能使用包含類模板特化來隱式實例化。 可能需要使用U = T構造，並且僅在using =中使用U 原因是如果右側的類型不依賴於模板參數，編譯器可以在模板定義后立即檢查是否可以實例化，這正是我們想要的不可能避免。 因此，該程序可能是格式錯誤的，如果只使用T ，則不需要診斷。 （我真的不是 100% 確定這適用於此，但 Clang 確實在抱怨。）

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另一種可能性是將using聲明移到類之外，在這種情況下，很明顯它不會被隱式實例化：

template<typename T>
class CRTPType;

template<typename T>
using CRTPType_vtype = decltype(std::declval<CRTPType<T>>()._v());

template<typename T>
class CRTPType {

   //Will be used by other member functions
   auto& _v() {
       return static_cast<T *>(this)->getV();
   }

};

使用嵌套類或命名空間的變體與封閉命名空間中的using聲明相結合，可以從外部隱藏附加名稱。

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有了上述所有內容，您仍然需要注意CRTPType<BaseType>的實例化或BaseType的定義中沒有其他任何內容實際上間接使用vtype 。 如果發生這種情況，您可能會回到最初的問題，甚至可能取決於成員的聲明順序（盡管從技術上講這不是編譯器的標准符合行為）。

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在任何情況下，您都需要將 BaseType 中的CRTPType<BaseType> BaseType friend ，或者將BaseType中的getV標記為public 。