派生到基础的转换和友谊混乱

Question

来自 C++ Primer 5th edition（D 继承自 B）

如果 D 使用 public 或 protected 从 B 继承，则从 D 派生的类的成员函数和朋友可以使用派生到基的转换。这样的 如果 D 从 B 私有继承，代码可能不会使用转换。

这有什么原因吗，还是我打算从表面上看？为什么会这样似乎很明显，但在一个例子中它让我绊倒了：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base { 
public: 
    int x = 2;
};

class Derived : protected Base { };

class DerivedAgain : public Derived {
    friend void test();
};

void test() {
    ??? a;
    Base* p = &a;
    cout << p->x;
}

int main(){
    test();
}

我想了解 test() 在派生到基础的转换中对成员 x 的可访问性。考虑函数test() 中a 类型??? 的三种潜在情况。

1. ??? 是 Base。 x 是 Base 的公共成员。在这种情况下没有问题。
2. ??? 是 DerivedAgain。在这种情况下，Derived-to-Base 转换是有意义的，因为test() 具有friend 对DerivedAgain 的所有成员的访问权，包括从Base 间接继承的那些成员。所以使用指针访问x没有问题。
3. ??? 是 Derived。它编译得很好。但为什么？在这一点上我很困惑。 test() 没有对 Derived 类成员的特殊访问权限，那么为什么 p->x 应该工作，因此派生到基的转换是有效的？只是因为它起作用吗？

如果我将test()的操作改为

void test() {
    Derived a;
    cout << a.x;
}

它无法编译，正如我所期望的那样 - 因为 Derived 对象继承的 x 成员被设为 protected，因此不能被用户使用。

如果我用Base 和DerivedAgain 替换a 的类型，修改后的test() 可以正常编译，正如我所期望的那样。

如果第二级派生类的友元函数没有对第一级派生的特殊访问权限，为什么允许第二级派生类的友元函数使用第一级直接到基数转换，我只是感到困惑班级成员。

Answer 1

基本上，受保护的继承很奇怪。它编译的原因是，从 N4527 的 [class.access.base] 开始：

N 的基类 B 在 R 处可访问，如果
— B 的发明公共成员将是 N 的公共成员，或者
— R 出现在 N 类的成员或朋友中，B 的发明公共成员将是私人或 N 的受保护成员，或
— R 出现在派生自N 的类P 的成员或朋友中，而B 的发明公共成员将 成为P 的私人或受保护成员，或
— 存在一个类S，这样B 是S 的基类，可在R 访问，S 是N 的基类可访问 在 R.

这里的第三个要点是相关的。 R 出现在派生自N (Derived) 的类P (DerivedAgain) 的朋友(test) 和B (@) 的发明公共成员中987654348@) 将是P (DerivedAgain) 的受保护成员。

我以前认为接受此代码是一个 gcc 错误 (bug 67493)，但现在我认为不接受它是一个 clang 错误 - 尽管 T.C. 还指出，存在相关标准缺陷（CWG #1873）。那里的措辞更改仅适用于成员访问，而这里与我们相关的是基本访问。但也许 gcc 只是在执行标准的规则（接受是正确的），而 clang 遵循这个缺陷报告的逻辑结论（当前活跃的CWG #472）并且只是不允许它。

再一次，受保护的继承真的很奇怪。欢迎来到精彩的 C++ 世界。