注入的 class 名称可以用作友元声明中的类型名称吗？

Question

考虑这段代码：

template <typename T>
class Singleton
{
};

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

它在 gcc 和 clang 中编译，但它有效吗？ [temp.local].1 说：

When it is used with a template-argument-list, as a template-argument for a template template-parameter, or as the final identifier in the elaborated-type-specifier of a friend class template declaration, it is a template-name that refers to the class template itself.

粗体部分似乎适用，友元声明似乎需要类型名称而不是模板名称（参见 [class.friend]）。

是编译器错了还是我误读了标准？

Answer 1

[temp.local] that use inheritance are using a templated Derived class, thus there is a need to access the Base with a qualified name, i.e. through the Derived, as in [temp.local]#example-2中的所有示例：

template <class T> struct Base {
  Base* p;
};

template <class T> struct Derived: public Base<T> {
    typename Derived::Base* p;   // meaning Derived::Base<T>
};

这是为了克服dependent name lookup rules.

规范的这一部分中没有 非模板派生 的示例，但如果派生不是模板化的，则以下内容也应该有效：

// same Base as above
struct Derived: public Base<int> {
    Base* p;   // meaning Derived::Base<int>
};

这被解释为：

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base* p;
};

解释为：

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base<int>* p;
};

在我们的案例中：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

等同于：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton;
};

与以下相同：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton<Logger>;
};

需要注意的是injected-class-name的spec中的定义是指：

The class-name is also bound in the scope of the class (template) itself; this is known as the injected-class-name.

我会把 template 这个词出现在括号中这一事实作为规范的提示，可能会出现 injected-class-name也在非模板化 class 中。事实上，它在规范的其他地方使用，在非模板上下文中，例如 here and here.

为了关闭它，规范在 [dcl.type.simple]#note-1:

添加了

An injected-class-name is never interpreted as a template-name in contexts where class template argument deduction would be performed ([temp.local]).

所以，我会说你的代码符合规范。

请注意，[temp.local]#example-1 指的是编译器不会将 class Y 视为 Y<int> 而是 ::Y:

的情况

template<template<class> class T> class A { };
template<class T> class Y;
template<> class Y<int> {
  Y* p;                                 // meaning Y<int>
  Y<char>* q;                           // meaning Y<char>
  A<Y>* a;                              // meaning A<::Y>
  class B {
    template<class> friend class Y;     // meaning ::Y
  };
};

最后一个例子也适用于我们的例子，用于声明所有类型的单身人士成为好友：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class Singleton; // refers to ::Singleton
};

然而，由于 old reappearing bug in GCC.

，上述代码无法在 GCC 中编译

要克服 GCC 错误，可以使用更详细的选项：

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class ::Singleton; // OK with GCC and Clang
};

要玩的代码：https://godbolt.org/z/Mcez17

Answer 2

When it is used with a template-argument-list, as a template-argument for a template template-parameter, or as the final identifier in the elaborated-type-specifier of a friend class template declaration, it is a template-name that refers to the class template itself.

粗体条件不适用于该示例，因为名称出现在朋友 class 声明中，而不是朋友 class template 声明中.

粗体部分适用的类似代码：

template <typename T>
class Singleton
{
};

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template <typename> friend class Singleton;
};

朋友 class 模板声明重新声明 class 模板 Singleton 并使其成为朋友。与 class 模板的第一个声明相同的语法也是合法的（参见 the example in [temp.friend]/1.4，其中 class 模板 frd 被声明并成为朋友），但第一个声明不能是注入的 class 名称的实例。

注入的 class 名称可以用作友元声明中的类型名称吗？

Can an injected class name be used as a type name in a friend declaration?

c++

friend-class

language-lawyer

class-template

injected-class-name