为什么这是 C++ 中的前向声明？答案

【问题标题】：Why is this a forward declaration in C++?为什么这是 C++ 中的前向声明？
【发布时间】：2017-03-08 12:12:44
【问题描述】：

我将在utilA.cpp中有如下代码sn-p：

// utilB.h
namespace xm
{
     void zoo(struct tm timeval);  //<-----line 0
}


// utilA.cpp
#include <utilB.h>                 //<----line 1
#include <time.h>                  //<----line 2
namespace xm
{
     void foo()
     {
         struct tm time1 = {0};    //<----line 3
     }
}

编译utilA.cpp时GCC报错，

error: variable 'xm::tm time1' has initializer but incomplete type

这似乎是因为utilA.h在第0行使用struct tm，但没有包含time.h，编译器将第0行的struct tm视为前向声明，所以struct tm在第 2 行被解析为 xm::tm 在第 0 行的标题内。

那么 C++ 标准是否将 struct tm 定义为一种函数参数类型作为前向声明？请帮助解释这一点，标准中的引用会有所帮助。

【问题讨论】：

在标题中写入#include <time.h>，因为您的标题依赖于它。
是的，我们应该在utilB.h中添加#include ，但是因为这是来自一个巨大项目的代码sn-p，在我们找到根本原因之前它让我们很困惑。
这是一种非常糟糕的编程风格。忽略它。 PS：有没有试过把#include-s 移到顶部？
@molbdnilo 他们不需要tm 的定义来声明zoo。除非你的意思是说你不能前向声明标准库类型，在这种情况下你是对的
@krzaq 不，但每次使用zoo 都需要定义。拥有独立的标题是一种很好的形式。

标签： c++ language-lawyer standards forward-declaration

【解决方案1】：

在第 0 行，您在 xm 命名空间内声明了一个名为 tm 的类。是的，C++ 允许在函数/模板参数中声明类型。

N4140 § 3.4.4 [basic.lookup.elab]/2

如果 elaborated-type-specifier 由 class-key 引入并且此查找未找到先前声明的 type-name，或者如果 elaborated-type-specifier 以如下形式出现在声明中：

class-key attribute-specifier-seq_opt标识符;

elaborated-type-specifier 是一个声明，它引入了 3.3.2 中描述的类名。

因为您在 xm 命名空间内声明了一个名为 tm 的类，所以它是名称查找在第 3 行中为 tm 找到的第一个名称。不考虑 ::tm（和 ::std::tm）。由于没有定义类::xm::tm，编译器会抱怨它是一个不完整的类型。

如果你不是用 C++ 编写 C 代码，你会写类似¹

struct tm;

namespace xz{
    void zoo(tm timeval);
}

或

#include <ctime>

namespace xz{
    void zoo(tm timeval);
}

你不会有这个问题。

¹_{请记住，您不能在命名空间 std 中前向声明名称}

【讨论】：

【解决方案2】：

C++ 标准也将此struct tm 定义为一种函数参数类型作为前向声明。请帮助解释这一点，标准中的配额会有所帮助。

是的，struct tm timeval 将在这里引入一个新的类名xm::tm。

（解释和引用）

struct tm 是一个elaborated type specifier，可以用来引入一个新的类名。

$3.1/4 Declarations and definitions [basic.def]

[ 注意：类名也可以通过详细类型说明符 ([dcl.type.elab]) 隐式声明。 ——尾注]

$9.1/2 Class names [class.name]:

仅由类键标识符组成的声明；要么是在当前范围内重新声明名称或转发将标识符声明为类名。它介绍了类名称到当前范围内。

$3.4.4/2 Elaborated type specifiers [basic.lookup.elab]:

或者如果详细类型说明符出现在声明中形式：
class-key attribute-specifier-seqopt identifier ; 
详细类型说明符是一个声明，它引入了 [basic.scope.pdecl] 中描述的类名。

$3.3.2/7 Point of declaration [basic.scope.pdecl]:

如果在 decl-specifier-seq 中使用了详细类型说明符，或者在命名空间范围内定义的函数的参数声明子句，标识符被声明为命名空间中的类名包含声明；

对于struct tm timeval用作函数参数声明，因为<time.h>不包括在内，仍然没有名为tm的类，类tm将在当前范围内声明（即命名空间xm），然后@ 987654336@ 将被转发声明。

【讨论】：