在非静态成员函数中使用时，非静态成员的名称是否依赖？

Question

gcc 5.0 和 clang 3.6 在以下示例中都需要 typename 关键字：

template<int n>
struct I
{
    typedef int Type;
};

template<typename T>
struct A
{
    int m;

    void f()
    {
        typedef typename I<sizeof m>::Type Type; // typename required
    }
};

C++11 标准中的以下措辞涵盖了这一点：

[temp.dep.type]/8

一个类型是依赖的，如果它是

• 一个简单模板ID，其中模板名称是模板参数或任何模板 arguments 是依赖类型或依赖于类型或值的表达式

如果sizeof m 是值相关的，那么I<sizeof m> 是相关的。

[temp.dep.expr]/4

以下形式的表达式从不依赖于类型（因为表达式的类型不能 依赖）：

sizeof unary-expression

[temp.dep.constexpr]/2

如果一元表达式或表达式是类型相关的，则以下形式的表达式是值相关的 或者 type-id 是依赖的：

sizeof unary-expression

所以sizeof m 仅在 m 依赖时才依赖。

[expr.prim.general]/8

在 非静态成员函数的定义，命名非静态成员的标识符被转换为 类成员访问表达式

所以m 是类成员访问表达式中的成员。

[temp.dep.type]/4

一个名字是一个当前实例化的成员如果它是

• 一个 id 表达式，表示类成员访问表达式 (5.2.5) 中的成员，其类型 对象表达式的当前实例化和 id 表达式，当查找时（3.4.5）， 指当前实例化或其非依赖基类的至少一个成员。

所以看来m 是当前实例化的成员。

[temp.dep.type]/5

如果名字是未知专业化的成员，则它是

• 一个 id 表达式，表示类成员访问表达式 (5.2.5) 中的成员，其中任一

  • 对象表达式的类型是当前实例化，当前实例化至少有 一个依赖基类，并且 id-expression 的名称查找未找到 当前实例化或其非依赖基类；或

  • 对象表达式的类型是依赖的，不是当前的实例化。

所以m 不是未知特化的成员 - 通过名称查找会发现它是当前实例化的成员。

[temp.dep.expr]/3

如果一个 id 表达式包含，则它是类型相关的

• 通过名称查找关联的标识符与一个或多个声明为依赖类型的声明，
• 嵌套名称说明符或限定 ID，用于命名未知专业化的成员

由于m 属于int 类型并且不是未知专业化的成员，因此这些项目符号都不会使id 表达式m 依赖。

[temp.dep.expr]/5

类成员访问表达式 (5.2.5) 如果表达式引用当前的成员，则依赖于类型。 实例化和被引用成员的类型依赖，或者类成员访问表达式 指代未知专业的成员。

当m 转换为类成员访问表达式时，它仍然不依赖，因为它不引用未知特化的成员。

应该将m 视为依赖项吗？在相关的说明中，this->m 是否应该被视为依赖？ std::declval<A>().m 呢？

编辑

最后，&A::m 应该依赖吗？

Answer 1

答案取决于是否可以查找m 以确定它是当前实例化的成员。 id-expression m 被转换为类成员访问(*this).m，这意味着在类成员访问中的限定名称查找规则是适用的。

通常，类型相关表达式的类型无法确定。是否应该对(*this). 和this-> 进行例外处理尚不完全清楚。包含this 的表达式与类型相关，但(*this). 和this-> 都明确命名当前实例化。

m

表达式m 确实与类型无关，因为它引用了当前实例化的成员。

在非静态成员的上下文中，m 被转换为类成员访问表达式(*this).m。

[class.mfct.non-static]/3

当在类X 的成员中使用不属于类成员访问语法 (5.2.5) 且未用于形成指向成员 (5.3.1) 的指针的 id 表达式 (5.1) 时在可以使用它的上下文中 (5.1.1)，如果名称查找 (3.4) 将 id-expression 中的名称解析为某个类 C 的非静态非类型成员，并且如果 id-表达式可能被评估或C 是X 或X 的基类，id-expression 使用(*this) 转换为类成员访问表达式（5.2.5）

发生转换是因为 m 是类 A 的成员，在类 A 的非静态成员中使用。

[expr.prim.general]/3

如果声明声明了一个类的成员函数或成员函数模板X, the expressionthis` 是可选的 cv-qualifer-seq 和结尾之间的“指向 cv-qualifier-seq X”类型的纯右值 函数定义、成员声明符或声明符。它不应出现在可选的 cv-qualifier-seq 之前 并且它不应出现在静态成员函数的声明中（尽管它的类型和值 类别在静态成员函数中定义，就像它们在非静态成员函数中一样）。

[expr.prim.general]/5

表达式this 不得出现在任何其他上下文中。 [ 例子：

class Outer {
    int a[sizeof(*this)]; // error: not inside a member function
    unsigned int sz = sizeof(*this); // OK: in brace-or-equal-initializer

    void f() {
        int b[sizeof(*this)]; // OK

        struct Inner {
            int c[sizeof(*this)]; // error: not inside a member function of Inner
        };
    }
};

——结束示例]

上述示例明确允许在非静态成员的sizeof 表达式中使用this。

[temp.dep.expr]/2

this 是类型相关的，如果封闭的成员函数的类类型是相关的

因此this 在类模板的成员函数定义中是类型相关的。

[temp.dep.expr]/1

除了下面描述的，如果任何子表达式是类型相关的，则表达式是类型相关的。

但是，上述内容被问题中引用的 [temp.dep.expr]/5 中的异常所推翻。

this->m

表达式this->m 也不依赖于类型，因为它也是一个引用当前实例化成员的类成员访问表达式。

std::declval<A>().m

表达式std::declval<A>().m 必须依赖于类型，因为std::declval<A>() 的返回类型可能取决于A 的类型。

[temp.local]/1

与普通（非模板）类一样，类模板具有注入类名称（第 9 条）。注入的类- name 可以用作模板名称或类型名称。当它与模板参数列表一起使用时， 作为模板模板参数的模板参数，或作为详细类型说明符中的最终标识符 在友元类模板声明中，它指的是类模板本身。否则等价 到模板名称后跟<>中包含的类模板的模板参数

因此A 被转换为A<T>。

[temp.dep.type]/8

一个类型是依赖的，如果它是

• 模板参数，

• 一个简单模板 ID，其中模板名称是模板参数或任何模板 arguments 是依赖类型或依赖于类型或值的表达式

这确认A<T> 是依赖类型，这意味着A 也是依赖类型。

[temp.dep.expr]/3

如果一个 id 表达式包含，则它是类型相关的

• 一个依赖的模板 ID，

所以std::declval<A> 是一个依赖于类型的表达式。由此可见std::declval<A>().m 是类型相关的，因为它包含了类型相关的子表达式std::declval<A>。

&A::m

表达式&A::m 在逻辑上必须依赖于类型，因为它的类型int A<T>::* 是依赖类型。

表达式&A::m 被转换为&A<T>::m，因为A 是注入的类名——如上所示。

根据 [temp.dep.expr]/3，id 表达式 A<T>::m 是类型相关的，因为它包含一个相关的模板 ID A<T>。因此，根据 [temp.dep.expr]/1，表达式 &A<T>::m 与类型相关。

A::m

表达式A::m 被转换为A<T>::m，因为A 是注入的类名——如上所示。表达式A<T>::m 进一步转换为(*this).A<T>::m，因为A<T>::m 命名了A 的一个非静态成员。

根据 [temp.dep.expr]/3，id 表达式 A<T>::m 是类型相关的，因为它包含一个相关的模板 ID A<T>。类成员访问表达式 (*this).A<T>::m 引用当前实例化的成员，因此 [temp.dep.expr]/5 适用，但不会使表达式依赖于类型 - 也不与 [temp.dep.expr]/ 相矛盾3.

缺陷？

根据上面的解释，命名A 成员的id 表达式用A 或A<T> 限定将变得依赖于类型，这似乎是不必要且不一致的。考虑使用A 或A<T> 限定的类型名称不会依赖于相同的上下文。

如果 [temp.dep.expr]/5 的意图是 (*this).m 不依赖于类型，那么 (*this).A<T>::m 也不应该依赖于类型。另一方面，意图可能是非静态成员的名称始终是依赖的。我已经在标准讨论中发布了一个问题来澄清这一点：https://groups.google.com/a/isocpp.org/forum/#!topic/std-discussion/gEvZ7mmXEC8

Answer 2

正如您所说的那样，sizeof m 转换为 sizeof (*this).m。
sizeof 仅在参数表达式依赖于类型时才依赖，而根据 [temp.dep. expr]/5:

一个类成员访问表达式 (5.2.5) 是依赖于类型的，如果 表达式是指当前实例化的成员和 被引用成员的类型是依赖的，或者类成员访问 表达式引用未知特化的成员。

m 的类型不依赖，并且表达式也不引用未知特化的成员 - [temp.dep.type]/6：

如果名字是未知专业化的成员，则它是

• 一个 id-expression 表示类成员访问表达式 (5.2.5) 中的成员，其中任一
  • 对象表达式的类型是当前实例化，当前实例化至少有一个依赖基类，并且 id-expression 的名称查找未找到类的成员 即当前实例化或非依赖基类 其中；或
  • 对象表达式的类型是依赖的，不是当前的实例化。

即使(*this) 的类型是依赖的，它也是当前的实例化。并且名称查找应该发现​​m 是当前实例化的成员。

所以*this 不依赖于类型，因此sizeof (*this).m 不依赖。 （sizeof m 也不依赖于函数定义的任何非静态数据成员初始化程序之外，我在第二个已删除的答案中不小心提到了这一点）。

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要使sizeof std::declval<A>().m 依赖，std::declval<A>().m 必须依赖于类型。
std::declval<A>().m 似乎 依赖于类型，但我不确定。正如我在上面引用的 [temp.dep.expr]/5 中所指定的，唯一的可能是表达式中的 m 是未知专业化的成员，我们必须证明它是。

如果名字是未知专业化的成员，则它是

• 一个 id-expression 表示类成员访问表达式 (5.2.5) 中的成员，其中任一
  • 对象表达式的类型是当前实例化，当前实例化至少有一个依赖基类，并且 id-expression 的名称查找未找到类的成员 即当前实例化或非依赖基类 其中；或
  • 对象表达式的类型是依赖的，不是当前的实例化。

以下是事实：

• 对象表达式std::declval<A>() 依赖于类型。

• std::declval<A> 的查找仅在定义上下文中进行，因为它是一个 qualified-id，它永远不是 依赖名称（[temp. dep]/1)。

通过限定名查找恰好找到一个declval 函数模板，但我们无法知道该候选的返回类型是否是定义时的当前实例化。特别是在这里，add_rvalue_reference 可能具有在定义时未知的专业化（类似于this one 的场景）。所以因为我们不知道std::declval<A>() 是否是当前实例化，（我们假设）它不是，这使得整个表达式依赖于类型。

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&A::m 的形式为&qualified-id，由 [temp.dep.constexpr]/5:

覆盖

&qualified-id 形式的表达式，其中 qualified-id 将当前实例化的依赖成员命名为 值依赖。

[temp.dep.type]/5:

一个名字是一个当前实例化的依赖成员如果它是一个 当前实例化的成员，在查找时指的是 at 当前实例化的类的至少一个成员。

显然A::m 是当前实例化的成员，因此&A::m 是值相关的。
&A::m 也与类型相关：根据 [temp.local]，子表达式 A 等价于 A<T>，这是一个带有依赖模板参数的 simple-template-id。 p>