遞歸定義的前向聲明使用指令

Question

我有一個包含變體類型項目的數組，我想使用通用 std::array 迭代器對其進行迭代。 現在我想用我自己的 class array2來管理陣列。 但是，該變體也可能包含一個類型為array2的 object，它是使用變體本身實例化的，這意味着 val 已經作為模板參數需要。

從邏輯的角度來看，這個問題似乎是可以解決的：我沒有在array2中使用val類型的數據成員，這意味着 memory 的 val 布局可以在定義時固定。 但是，我必須轉發聲明 val 類型才能在 val 的定義中使用它。 我能以某種方式做到這一點嗎？ 或者有沒有更慣用的方法來解決這個問題/解決方法？

我已經檢查了C++ 前向聲明使用指令，但它沒有回答我的問題，因為它不使用遞歸（這使它更容易）。

編譯器瀏覽器

#include <variant>
#include <cstddef>
#include <array>


template <typename T, size_t V> struct array2;

template <size_t V>
using val = std::variant<std::monostate, int, array2<val, V>>;

template <typename T, size_t V>
struct array2
{
    using iterator = typename std::array<T, V>::iterator;

    iterator begin_; // array allocation not done in here
    iterator end_;
};

int main() {}

產量：

<source>:9:54: error: 'val' was not declared in this scope
    9 | using val = std::variant<std::monostate, int, array2<val, V>>;

更新：

請注意， array2的大小不取決於 val 的定義，除了using聲明確實要求std::array<val, V>顯然是完整的。

Answer 1

不，你想要的是不可能的。

cppreference說關於類型別名的using ：

type-id [目標類型] 不能直接或間接引用標識符[正在定義的類型]。

在某些情況下問題是否“邏輯上”可解決並不重要，因為 C++ 是靜態類型語言，所有類型都必須在編譯時知道，而遞歸類型根本不可能，因為它們的類型解析過程永遠不會結尾。

前向聲明是完全不同的：使用前向聲明，您只是給出沒有定義的類型聲明，但該類型本身沒有問題，linker 將負責查找定義。 有關前向聲明的更多信息，請參閱此答案。

您需要像這樣簡單地擺脫遞歸，從 val 中獲取array2<val, V> val 你可以使用這樣的東西來達到同樣的效果：

using val = std::variant<std::monostate, int>;

template <size_t V>
using valOrArray2Val = std::variant<val, array2<val, V>>;

Answer 2

我找到了解決方案。 如果您 typedef 一個 class 類型，您可以簡單地創建一個繼承 class 的代理類型，並受益於模板實例化僅在代理聲明已經完成時完成的事實：

現場演示

#include <variant>
#include <cstddef>
#include <array>


template <typename T, size_t V> struct proxy;

template <typename T, size_t V>
struct proxy : std::variant<std::monostate, int, proxy<T, V>>
{
    using iterator = typename std::array<T, V>::iterator;

    iterator begin_; // array allocation not done in here
    iterator end_;
};

int main() {}

注意：這僅在代理 class 中沒有代理數據成員時才有效（但這在這種情況下很明顯）。