哪里需要完整的类型(不需要）

Where are complete types (not) required?

本文关键字：类型 不需要      更新时间：2023-10-16

我最近很惊讶地发现，这段代码编译（至少在gcc和MSVC++上）：

template<typename T>
class A {
public:
    T getT() { return T(); }
};
class B : public A<B> { };

如果没有：

class A;
class B : public A { };
class A {
public:
    B getB() { return B(); }
};

在我看来，一个模板类可以将一个不完整的类型作为模板参数，并通过调用其构造函数返回一个函数，但仍然可以编译，这似乎很奇怪。那么，哪里需要完整的类型（或者如果列表更短，哪里不需要）？

以下是不需要完整类型的场景：

  • 将成员声明为指向不完整类型的指针或引用
  • 声明接受/返回不完整类型的函数
  • 定义接受/返回指向不完整类型的指针/引用的函数
  • 作为模板类型参数

基本上，在编译器不需要知道type的内存布局的任何地方，使用Incomplete类型都可以。

至于允许模板类型参数为不完整类型，标准在14.3.1模板类型参数

中明确规定

这就是CRTP在两阶段模板解析中的工作方式。模板成员函数在实例化之前不会被解析。

编辑：也许，措辞不是很精确。当编译器看到class B : public A< B > {...};，它经过A< B >，注意到有一个函数B get() {...}，但不评估其定义，直到函数的实际实例化，此时B必须是一个完整的类型。

编辑：我相信，标准第14.6节中涵盖了确切的规则（正如Als在回答中指出的那样）。根据两阶段的模板名称查找，处理了dependent和non-dependent的名称及其在编译过程中不同时间的解析。然而，不幸的是，在不同的编译器上，两阶段名称查找实现可能与Standard不同。相同的代码可能在GCC上编译，也可能不在MSVC++上编译，反之亦然。更重要的是，看似相同的代码可能会被相同的编译器拒绝。在MSVC++上，当基类使用指向派生类函数的指针作为其函数的默认参数时，我遇到了一个问题。它没有在MSVC++下编译，而是在GCC下编译（正确）。但是，即使在MSVC++上，也要使用派生类构造函数作为两个编译器编译的默认参数。转到图。

模板并不是真正的代码；这是一个模板，它描述了一旦您填充了缺失的部分（类型参数），如何构建代码。正因为如此，编译器在模板定义中比在实际代码定义中有更多的余地。当您实际使用模板并识别类型时，编译器需要生成实际代码，并应用所有常用规则。

如果编译器不需要知道对象成员的大小或偏移量，则不需要完整的定义。例如，定义指向类的指针或引用不需要这两者。当您尝试使用指针或引用时，您将需要一个完整的定义。

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