联合作为模板化基类的部分特化

Posted 2021-03-28

当我从一个union的模板化基类继承并对其进行部分特化时，MSVC上的编译失败，因为禁止将unions作为基类（参见1）。但是，如果我使用struct作为我继承的主要模板，并且仅使用union进行部分特化，它可以让我编译它就好了。我很好奇为什么会这样。另外我想知道下面的代码（2）是否符合标准，或者MSVC只允许我绕过标准。

（1）C ++标准（10.4 Unions [class.union]）

“一个联合可以有成员函数（包括构造函数和析构函数），但它不应该有虚函数（10.6.2）。一个联合不应该有基类。一个联合不能用作基类。”

（2）例子（godbolt.org）

//template <typename T, std::size_t Size>
//↓             ↓   clearly illegal
//union vector_base {
//    vector_base() : data() {}
//    std::array<T, Size> data;
// }

template <typename T, std::size_t Size>
//↓ legal now?
struct vector_base
{
  std::array<T, Size> data;
};

template <typename T>
union vector_base<T, 2>
{
    std::array<T, 2> data;
    struct { T x, y; };
};

template <typename T, std::size_t Size>
class vector : public vector_base<T, Size> {
};

答案

此代码不合法​​。来自[temp.class]：

在类模板的重新声明，部分特化，显式特化或显式实例化中，类 - 密钥应与原始类模板声明（[dcl.type.elab]）同意。

class-key是class，struct或union之一。

在你的情况下，你的部分特化是非法的，因为你以前使用union时使用了struct的类密钥。

---

要获得所需的行为，请在类中使用anonymous union：

template <typename T>
struct vector_base<T, 2>
{
    union {
        std::array<T, 2> data;
        // Note that anonymous structs are non-standard, but supported in C11
        struct { T x, y; };
    };
};

但是，要小心这个union;您可能想要访问非活动成员，但这是undefined behavior，除非工会成员共享common initial sequence。我不确定在这种情况下是否这样做，但我认为他们没有，因为std::array是与T[2]不同的类型，我甚至不确定T[2]和T x, y是否是一个共同的初始序列。

另一答案

你的部分专业化不是union。

正如你所指出的那样，union不能用作基类，正如Justin指出的那样，使用union关键字进行部分特化是不合法的。

除此之外：由于某些原因，MSVC不介意使用union关键字，只是忽略部分特化的类键，并将其视为struct的定义。

在gcc的情况下也会发生同样的事情。它抱怨不同的类键，但是一旦你将-fpermissive标志传递给编译器，你的例子就会编译，尽管vector<T, 2>是一个结构，而不是一个联合。

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