叮当虫？命名空间模板类的友元

clang bug? namespaced template class' friend

本文关键字：友元 命名空间 叮当      更新时间：2023-10-16

下面的代码不能在clang下编译，但可以在gcc和VS下编译:

template<typename T> class bar;
namespace NS
{
    template<typename T>
    class foo
    {
        foo() {}
        template<typename U> friend class bar;
    };
}
template<typename R>
class bar
{
public:
    bar()
    {
        NS::foo<int> f;
    }
};

int main(int, char **)
{
    bar<int> b;        
    return 0;
}


main.cpp:20:22: error: calling a private constructor of class 'NS::foo<int>'
        NS::foo<int> f;    
                     ^
main.cpp:8:9: note: implicitly declared private here
        foo() {}   
        ^

bar应该可以访问foo的私有构造函数，但看起来没有。如果我删除namespace NS，它将编译。

代码对我来说看起来很好，但也许我误解了c++标准。哪个编译器是正确的?

我相信clang是对的。根据[namspace .memdef]/3:

在命名空间中首先声明的每个名称都是该命名空间的成员。中的friend声明非局部类首先声明类、函数、类模板或函数模板，友元是其成员

在你的例子中，这个名字似乎不是由friend声明"首先声明"的。然而，在那一段的后面，强调我的:

如果friend声明中的名称既没有限定也没有模板id和声明是一个函数或一个详细的类型说明符，查找以确定实体是否具有不应考虑最内层封闭命名空间之外的任何作用域。

也就是这样的声明:

template<typename U> friend class bar;

将不会在namespace NS之外寻找bar，因此它不会找到您之前的声明。因此，它将类模板NS::bar<typename >声明为foo的friend。您必须限定名称bar，以便找到它:

template<typename U> friend class ::bar;

From cppreference:

在非局部类X中由友元声明引入的名称成为X的最内层封闭命名空间的成员，但它们确实是查找不可见(既不是不合格的也不是合格的)除非在命名空间范围内提供了匹配的声明在类定义之前或之后。这样的名字可以通过同时考虑命名空间和类的ADL。只有内心深处封闭命名空间是由友元声明来考虑的确定该名称是否与先前声明的名称冲突名字。
void h(int);
namespace A {
  class X {
    friend void f(X); // A::f is a friend
    class Y {
        friend void g(); // A::g is a friend
        friend void h(int); // A::h is a friend, no conflict with ::h
    };
  };
  // A::f, A::g and A::h are not visible at namespace scope
  // even though they are members of the namespace A
  X x;
  void g() {  // definition of A::g
     f(x); // A::X::f is found through ADL
  }
  void f(X) {}       // definition of A::f
  void h(int) {}     // definition of A::h
  // A::f, A::g and A::h are now visible at namespace scope
  // and they are also friends of A::X and A::X::Y
}

这不是标准，但总的来说是正确的。所以clang似乎是对的。

修改代码为

template<typename T> class bar;
namespace NS
{
    template<typename T>
    class foo
    {
        foo() {}
        template<typename U> friend class ::bar;
    };
}
template<typename R>
class bar
{
public:
    bar()
    {
        NS::foo<int> f;
    }
};

int main(int, char **)
{
    bar<int> b;
    return 0;
}

使用clang进行编译。问题似乎是名称空间查找。代码

template<typename U> friend class bar;

实际上声明了类NS::bar是NS::foo的友类，所以foo不应该受到影响。我的猜测是clang是符合标准的，代码不应该编译。

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