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c++ - 嵌套类声明 : template vs non-template outer class

coder 2024-02-19 原文

我有一个 C++ 模板类，里面有一个嵌套类，比如:

template<int d>
class Outer_t
{
public:
    class Inner;

    Inner i;
};

template<int d>
class Outer_t<d>::Inner
{
public:
    float x;
};

int main ()
{
    Outer_t<3> o_t; // 3 or any arbitrary int
    o_t.i.x = 1.0;

  return 0;
}

编译没有任何问题。然而，一旦我声明了一个类似的非模板类，就像这样:

class Outer_1
{
public:
    class Inner;

    Inner i;
};

class Outer_1::Inner
{
public:
    float x;
};

int main ()
{
    Outer_1 o1;
    o1.i.x = 1.0;

  return 0;
}

我开始收到以下错误(我使用的是 gcc 4.6.3):“错误:字段‘i’的类型不完整”。我知道我可以通过简单地在外部类中内联定义内部类来解决这个问题:

class Outer_2
{
public:
    class Inner {
    public:
        float x;
    };

    Inner i;
};

这会编译，但我想避免内联定义嵌套类。所以我有两个问题:模板和非模板嵌套类声明之间出现这种明显奇怪差异的原因是什么？是否有一种优雅的方式在外部类中声明和使用嵌套类，同时避免内联定义它，与模板类的风格非常相似？预先感谢您的帮助!

最佳答案

为什么会编译出错？

编译器需要知道成员变量类型的大小才能进行对象布局。对于 Outer_1，因为 Inner 只是一个前向声明，我们不知道它的大小。因此编译错误。然而，对于 Outer_2，定义是内联的，所以当我们到达 Inner 类型的成员变量时，我们知道它的大小。

为什么模板能通过？

另一方面，类模板在模板实例化发生之前不会被定义。在您的示例中，隐式 实例化发生在main 中。到那时，Inner 的定义就完成了，因此它的大小是已知的。在定义Inner之前使用explicit实例化可以看出是这样的。

 template<int d>
 class Outer_t
 {
 public:
     class Inner;

     Inner i;
 };

 template class Outer_t<3>;  // explicit instantation

 template<int d>
 class Outer_t<d>::Inner
 {
 public:
     float x;
 };

 int main ()
 {
     Outer_t<3> o_t; // 3 or any arbitrary int
     o_t.i.x = 1.0;

   return 0;
 }

Clang 产生以下错误:

 a.cc:7:11: error: implicit instantiation of undefined member 'Outer_t<3>::Inner'
     Inner i;
           ^
 a.cc:10:16: note: in instantiation of template class 'Outer_t<3>' requested here
 template class Outer_t<3>;
           ^
 a.cc:5:11: note: member is declared here
     class Inner;
           ^

解决方案

如果您想提取嵌套类的定义，我建议的解决方案是像 Outer_t 一样对其进行模板化，但为方便起见提供一个别名。

 template <typename Dummy = void>
 class Outer_1_Impl {
   public:

   class Inner;

   Inner i;
 };

 template <typename Dummy>
 class Outer_1_Impl<Dummy>::Inner {
   public:
   float x;
 };

 using Outer_1 = Outer_1_Impl<>;

 int main () {
   Outer_1 o1;
   o1.i.x = 1.0;
 }

关于c++ - 嵌套类声明 : template vs non-template outer class，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/23963804/

templatenon-templatecodeOuterInnerc++templatesnested-classforward-declaration

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