铿锵虫？命名空间模板类的朋友答案

【问题标题】：clang bug? namespaced template class' friend铿锵虫？命名空间模板类的朋友
【发布时间】：2015-05-23 22:41:42
【问题描述】：

以下代码在clang下不编译，但在gcc和VS下编译：

template<typename T> class bar;

namespace NS
{
    template<typename T>
    class foo
    {
        foo() {}

        template<typename U> friend class bar;
    };
}

template<typename R>
class bar
{
public:
    bar()
    {
        NS::foo<int> f;
    }
};


int main(int, char **)
{
    bar<int> b;        
    return 0;
}

它失败了：

main.cpp:20:22: error: calling a private constructor of class 'NS::foo<int>'

        NS::foo<int> f;    
                     ^

main.cpp:8:9: note: implicitly declared private here

        foo() {}   
        ^

bar 应该可以访问foo 的私有构造函数，但看起来它没有。如果我删除 namespace NS，它会编译。

代码对我来说看起来不错，但也许我误解了 C++ 标准。哪个编译器是正确的？

【问题讨论】：

旁注：如果你符合::bar 的条件，比如template<typename U> friend class ::bar;，那么clang 会编译它。所以它似乎与命名空间外的朋友可见性有关。看着一些 SO 问题，clang++ 似乎是正确的，尽管我（还）没有找到一个骗子。

标签： c++ g++ language-lawyer clang++

【解决方案1】：

我相信 clang 是正确的。根据[namespace.memdef]/3：

在命名空间中首先声明的每个名称都是该命名空间的成员。如果 friend 声明在非本地类首先声明朋友是成员的类、函数、类模板或函数模板最里面的封闭命名空间。

在您的情况下，friend 声明似乎不会“首先声明”该名称。然而，在那段的后面，强调我的：

如果 friend 声明中的名称既不是限定的也不是 template-id 并且声明是一个函数或一个详细类型说明符，查找以确定实体是否具有之前已声明不应考虑最内层封闭命名空间之外的任何范围。

也就是这个声明：

template<typename U> friend class bar;

不会在namespace NS 之外寻找bar，因此它不会找到您之前的声明。因此，它将类模板NS::bar<typename > 声明为foo 的friend。您必须限定名称 bar 才能找到它：

template<typename U> friend class ::bar;

这似乎与GCC Bug 37804有关。

【讨论】：

【解决方案2】：

来自cppreference：

由非本地类 X 中的友元声明引入的名称成为 X 最里面的封闭命名空间的成员，但他们确实对查找不可见（既不合格也不合格）除非在命名空间范围内提供了匹配的声明，否则在类定义之前或之后。这样的名字可以通过 ADL 同时考虑命名空间和类。只有最里面当这样的友元声明考虑封闭命名空间时决定名称是否与先前声明的名称冲突名字。
void h(int);
namespace A {
  class X {
    friend void f(X); // A::f is a friend
    class Y {
        friend void g(); // A::g is a friend
        friend void h(int); // A::h is a friend, no conflict with ::h
    };
  };
  // A::f, A::g and A::h are not visible at namespace scope
  // even though they are members of the namespace A
  X x;
  void g() {  // definition of A::g
     f(x); // A::X::f is found through ADL
  }
  void f(X) {}       // definition of A::f
  void h(int) {}     // definition of A::h
  // A::f, A::g and A::h are now visible at namespace scope
  // and they are also friends of A::X and A::X::Y
}

这不是标准，但总体上是正确的。所以 clang 似乎是对的。

【讨论】：

【解决方案3】：

修改代码

template<typename T> class bar;

namespace NS
{
    template<typename T>
    class foo
    {
        foo() {}

        template<typename U> friend class ::bar;
    };
}

template<typename R>
class bar
{
public:
    bar()
    {
        NS::foo<int> f;
    }
};


int main(int, char **)
{
    bar<int> b;

    return 0;
}

用 clang 编译。问题似乎是名称空间查找。代码

template<typename U> friend class bar;

实际上将 NS::bar 类声明为 NS::foo 的朋友，因此 foo 不应该受到影响。我的猜测是 clang 符合标准并且代码不应该编译。

【讨论】：