成员声明中的模板类类型别名替换失败答案

【问题标题】：Template class type alias failing substitution in member declaration成员声明中的模板类类型别名替换失败
【发布时间】：2020-10-29 20:25:50
【问题描述】：

假设您有一个这样的模板class：

template <typename type>
class Object {
  using length_t = unsigned int;
  
  template <length_t length>
  void put(type (&)[length]);
};

你在其中声明了一个put(...) 方法，就像这样。您如何在 class 之外声明 put(...) 方法？

这是某人可能采取的一种方法：

/* ERROR: Doesn't match any declarations(?) */
template <typename type>
template <typename Object<type>::length_t length>
void Object<type>::put(type (&)[length]) {}

但这会导致一个特殊的错误

error: no declaration matches 'void Object<type>::put(type (&)[length])'

note: candidate is: 
  template <class type>
  template <unsigned int length>
  void Object<type>::put(type (&)[length])

这是声明put(...) 方法的另一种方法，以便它可以工作：

/* SUCCESS: But `length_t` alias isn't used */
template <typename type>
template <unsigned int length>
void Object<type>::put(type (&)[length]) {}

但是class 中定义的length_t 类型别名没有被使用。

如何让第一个定义起作用，以便在其声明和定义中保持class 的特性（如类型别名）的使用一致，或者第二个定义是这里唯一的解决方案？

【问题讨论】：

因此，在现代 C++ 代码中可能存在一些不常见或不被接受的代码示例的设计/样式选择，但我想声明提出的问题仍然存在，尽管对如何代码看起来或它的功能是什么。
没关系。不过，您可以将该免责声明添加到问题本身，而不是作为评论。
是lenght_t 作为类型特征而不是成员别名的选项吗？我想不会，你不想改变类的声明
人们如何回答或查看它与他们的回答方式有关；）
我知道，这就是我在问题中读到的内容。但是将lenght_t 不作为成员而是作为类型特征是否可以接受？而不是Object<T>::lenght_t，它将类似于length_t<T> 或length_t<Object<T>>

标签： c++ class templates alias declaration

【解决方案1】：

如何让第一个定义发挥作用，以便在其声明和定义中保持对类特性（如类型别名）的使用一致，

我不得不承认我不理解错误，也不知道如何仅通过更改定义来修复它。错误消息相当混乱（您应该将其包含在问题中）。

...或者第二个定义是这里唯一的解决方案？

不，不是。如果您对 length_t 不是会员感到满意，那么这可能会为您指明正确的方向：

template <template<typename> typename T>
struct length { using type = int; };

template <template<typename> typename T>
using length_t = typename length<T>::type;


template <typename> struct Object;
template <> struct length<Object> { using type = unsigned int; };

template <typename type>
class Object {
  //using length_t = unsigned int;
  
  template <length_t<Object> length>
  void put(type (&)[length]);
};

template <typename type>
template <length_t<Object> length>
void Object<type>::put(type (&)[length]) {}

length 是一个“模板特征”（不确定这个术语是否真的存在）。您需要为length<Object> 提供一个特化，而不是让length_t 成为Object 的成员（这需要Object 的前向声明）。 int 基本案例仅用于说明。如果您愿意，您仍然可以将成员添加到 Object 到别名 length_t<Object>。

Live Demo

【讨论】：

非常感谢您到目前为止的时间，但有几件事：“错误消息相当混乱（您应该将其包含在问题中）”，我相信已经按照建议完成了（除非存在误解），因为尝试第一次尝试的（实际）编译器错误与问题中表达的错误完全相同（考虑到<template-parameter-1-1> 等一些迂腐的细节已被编辑）。
您的解决方案做得非常好（并受到赞赏），但第三次尝试达到同样的效果，即不让 length_t 别名成为 Object 类的成员：godbolt.org/z/ba7Par
@Lapys 再想一想，我认为您无需更改定义即可使用该特征。您的解决方案没有实际意义，因为那样问题就不存在了。问题的前提是legnth_t依赖Object否则没有问题
@Lapys 完整的错误信息不止于此。我的编译器对候选人给出了很好的提示（这就是有趣和令人困惑的部分）godbolt.org/z/59PPKE
@Lapys 不同的话：请在问题中包含完整的编译器错误消息；）

【解决方案2】：

我认为这是编译器错误，或者更进一步，是标准缺陷。

您的代码实际上没有问题，并且被 MSVC 接受。如果你把定义放在类中，没有编译器会认为它格式错误。

我已经发布了一个与此类似的question。我得到的结果是，CWG2，这个什么时候发布的没人知道的古老问题，仍然是草拟，这意味着匹配规则不规则甚至是未指定。这些奇怪的不匹配是由于编译器的不同实现造成的。

然后，如何避免这个问题，首先你可以把定义放在类里面。如果它依赖于类定义后面定义的东西而不能在里面定义，你可以：

让它独立：让using length_t = unsigned int;在外面。
在声明时使其可推导：编译器可能不知道typename Object<type>::length_t 和length_t（在类内部）是否为同一类型，尽管typename Object<type>::length_t 不需要是可推导的。因为在我看来，在声明的那一刻，编译器无法确保是否指定了 Object<type> 并使 length_t 不匹配。正如@idclev 463035818 所说，template<...> using length_t = unsigned int; 将使编译器更容易匹配此定义。

【讨论】：