带有嵌套模板类的模板类，c++编译正常，vs2013不会编译答案

【问题标题】：Template class with nested template class, g++ compiles fine, vs2013 wont compile带有嵌套模板类的模板类，c++编译正常，vs2013不会编译
【发布时间】：2014-12-21 19:23:57
【问题描述】：

我正在实现自己的地图，这是一段代码。困扰我的部分代码是这两个声明：

template<typename KEY, typename VAL>
Map<KEY,VAL>::MapPair<KEY,VAL> Map<KEY,VAL>::make_map_pair(KEY k, VAL v){
    return MapPair<KEY,VAL>(k,v);
 }

template<typename KEY, typename VAL>
template<typename K, typename V>
Map<KEY,VAL>::MapPair<K,V>& Map<KEY,VAL>::MapPair<K,V>::setKey(K keyp, V val){
    key = keyp;
    value = val;
 }

类def如下：

 template <typename KEY, typename VAL>
 class Map{
 private:
    template<typename K, typename V>
    class MapPair {
    public:
        K key;
        V value;
        MapPair(){};
        MapPair(K key, V value);
        MapPair<K,V>& setKey(K key, V val);
        V& getValue();
        K getKey();
        bool operator==(MapPair<K,V> item);
    };

    List<MapPair<KEY,VAL>> pair_list_;
    MapPair<KEY,VAL> make_empty_map_pair(KEY k);
    MapPair<KEY,VAL> make_map_pair(KEY k, VAL v);
 public:
    Map(){}
    bool exists(KEY key);
    VAL& operator[](KEY key);
    VAL pop_pair(KEY key);
 };

此代码无需从 g++ 窥视即可编译，但 Visual Studio 2013 会出现错误：

error C2059: syntax error : ')'
error C2059: syntax error : ')'

每个顶级函数定义都会产生一个错误。

来自 debain 7.5 下的 g++

g++ -Wall -c -std=c++11  vm.cpp
g++ vm.o -o vm

而且它运行良好，没有运行时问题，并且可以做它应该做的事情。

问题是为什么g++运行得这么好，而vs2013却编译不出来？我该怎么做才能使这段代码在 vs2013 上正确编译？我可以培养什么样的习惯来确保我编写的代码的可移植性？

【问题讨论】：

函数的返回类型应该声明为typename Map<KEY,VAL>::template MapPair<K,V>
使用什么确切版本的 g++ 来编译这段代码？
这和stackoverflow.com/questions/18344580/… 是同一个问题.. 还没有最终答案

标签： c++ templates visual-studio-2013 g++ nested-class

【解决方案1】：

事实证明，VS2013 喜欢在嵌套类的返回类型之前插入typename。我知道我“可以”这样做，但直到这个例子我才知道为什么我会这样做。

template<typename KEY, typename VAL>
typename Map<KEY,VAL>::MapPair<KEY,VAL> Map<KEY,VAL>::make_map_pair(KEY k, VAL v){
/*^^^^^ right here before the nested class object that it will return.*/
    return MapPair<KEY,VAL>(k,v);
}

最好的办法是使用它，这样代码可以通过较少的更改进行移植，即使 g++ 不需要它。

【讨论】：

您缺少template，应该是typename Map<KEY,VAL>::template MapPair<KEY,VAL>

【解决方案2】：

我对 C++11 标准的阅读表明 typename 是必需的。 VS2013 做对了。

如果没有 typename 关键字，则假定依赖名称不命名类型。

14.6 名称解析 [temp.res]

2) 在模板声明或定义中使用并且依赖于模板参数的名称是假定不命名类型，除非适用的名称查找找到类型名称或名称是合格的通过关键字类型名。

3) 当限定 ID 旨在引用不是当前实例化成员的类型时并且它的nested-name-specifier 指的是一个依赖类型，它应该以关键字typename 为前缀

7) 在类模板的定义内或在类模板成员的定义内 declarator-id，在引用先前声明的名称时不需要关键字 typename 声明类型的类模板的成员。 [注意：可以使用非限定名称找到此类名称查找，类成员查找到当前实例化，或类成员访问对象表达式的类型为当前实例化时的表达式查找

14.6.2.1 依赖类型 [temp.dep.type]

一个名字指的是当前实例化如果它是

在主类模板或主类模板成员的定义中，类模板后跟主模板的模板参数列表（如下所述）包含在
中

当Map<KEY, VAL> 用于Map 的定义中时，它指的是当前实例化。在解析make_map_pair 的定义时，Map<KEY, VAL>:: 限定的类型名称通常可以通过在当前实例中查找类成员名称来找到。

但是，当 C++ 解析器在成员函数定义的返回类型中遇到 Map<KEY, VAL> 时 - 在声明符 ID 之前 - 它还没有遇到封闭类的名称。此时解析器无法确定Map 是否引用了封闭类。

出于这个原因 - 无论Map<KEY, VAL> 是否命名当前实例化 - 标准都不允许在声明符 id 之前的类模板成员的定义中省略 typename。

Vaughn Cato 的这个 example 证明了 Clang/GCC 的行为是不一致的，并且在类似的场景中需要 typename：

template <typename T>
struct A {
    typedef int X;
    X f();
};

template <typename T>
A<T>::X A<T>::f() // error: missing 'typename'
{
}

如果我们断定名称 Map 是依赖的，并且需要 typename，则还需要 template 关键字：

14.2 模板特化的名称 [temp.names]

当成员模板特化的名称出现在后缀表达式中的 . 或 -> 之后或之后限定 id 中的嵌套名称说明符，以及后缀表达式的对象或指针表达式或限定 ID 中的嵌套名称说明符取决于模板参数 (14.6.2)，但不引用当前实例化（14.6.2.1）的成员，成员模板名称必须以关键字为前缀模板。否则，该名称被假定为命名非模板。

更正后的例子是：

template<typename KEY, typename VAL>
typename Map<KEY,VAL>::template MapPair<KEY,VAL>
    Map<KEY,VAL>::make_map_pair(KEY k, VAL v) {
    return MapPair<KEY,VAL>(k,v);
}

这里曾讨论过同样的问题：Can typename be omitted in the type-specifier of an out of line member definition?

【讨论】：