CRTP——访问不完整的类型成员

Posted 2023-02-21

【中文标题】CRTP——访问不完整的类型成员

【英文标题】：CRTP -- accessing incomplete type members

【发布时间】：2016-05-27 11:42:40

【问题描述】：

相关问题：one、two

在尝试了解CRTP几天后，现在我似乎比以前了解得更少了：)

考虑以下代码：

01 #include <iostream>
02 
03 template <class IMPL>
04 class Interace
05 
06 public:
07     typedef typename IMPL::TYPE TYPE;  // ERROR: "...invalid use of incomplete type..."
08     void foo()  IMPL::impl();        // then why does this work?
09 ;
10 
11 class Implementation : public Interface<Implementation>
12 
13 public:
14    typedef int TYPE;
15    static void impl()  std::cout << "impl() " << std::endl; 
16 ;
17 
18 
19 int main()
20 
21     Implementation obj;
22     obj.foo();
23 

问题是：

为什么我可以从IMPL::（第 8 行）调用函数，但不能访问类型字段（第 7 行）？在相关问题中，据说IMPL 在这一点上是一个不完整的类型。但是为什么第 8 行是正确的呢？

类型声明/定义的顺序是什么？在我看来：

一个。 Interface 模板——好的。在实例化之前不会带来任何问题

b.第 11 行 -- 在 class Implementation 之后 -- Implementation 类型已声明但未定义。

c。第 11 行——Interface<Implementation> 之后——模板实例化。由于步骤 (b)，此时 Implementation 是已知的（但未定义！）。编译器“注入”代码，将 IMPL 替换为 Implementation。在我看来，第 7 行和第 8 行都不合法，因为此时编译器不知道 Implementation 有这些成员。它怎么知道呢？

或者实例化真的在第 21 行？但在那种情况下，为什么第 07 行不起作用？

我想得越多，我对 C++ 类型基础的理解就越少。任何澄清表示赞赏。

【参考方案1】：

当一个类模板被实例化时，它的非虚成员函数以外的成员也随之被实例化。然而，非虚拟成员函数只有在使用 odr 时才会被实例化（基本上是调用或获取它们的地址）。

编译器遇到class Implementation : public Interface<Implementation>，需要实例化Interface<Implementation>。此时，Implementation 仍然是一个不完整的类型，它的TYPE 成员还没有被看到。另一方面，Interface<Implementation>::foo 仅在稍后在main 中调用时才实例化。此时，Implementation 是一个完整的类型。

【讨论】：

将附加参数传递给Interface，如Implementation : public Interface<Implementation, int>。从该参数中有Interface typedef TYPE，然后Implementation 不需要。