使用 STL 容器前向声明对象答案

【问题标题】：Forward declaration of objects with STL containers使用 STL 容器前向声明对象
【发布时间】：2016-12-18 08:16:16
【问题描述】：

考虑以下代码 sn-p，其中第一行仅用作前向声明

 class A;

接着定义新的类

class B
{
 vector<A> Av;  //line 1
 map<int, A> Am;  //line 2
 pair<int, A> Ap; //line 3
};

第 1 行和第 2 行似乎可以使用前向声明（这可能会告诉我那些容器使用指针类型的实现），而第 3 行似乎无法在 VS2012 上编译。

我的问题是标准规定的行为还是我使用的编译器特定的行为？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

[作为巴里回答的补充说明]

根据标准（C++17），实例化时只有std::vector、std::list和std::forward_list可以用于不完整类型。

如果分配器满足分配器完整性要求 [allocator.requirements.completeness]，则在实例化 vector 时可以使用不完整类型 T。 T 应在 vector 的结果特化的任何成员被引用之前完成。

如果分配器满足分配器完整性要求 [allocator.requirements.completeness]，则在实例化 forward_list 时可以使用不完整类型 T。 T 应在 forward_list 的结果特化的任何成员被引用之前完成。

如果分配器满足分配器完整性要求 [allocator.requirements.completeness]，则在实例化 list 时可以使用不完整类型 T。 T 应在 list 的结果特化的任何成员被引用之前完成。

【讨论】：

【解决方案2】：

标准库类型的相关规则在[res.on.functions]：

特别是，在以下情况下效果未定义：[...] 如果在实例化模板组件时将不完整类型 (3.9) 用作模板参数，除非该组件特别允许。

这个：

vector<A> Av;

没问题。 std::vector 可以用不完整的类型实例化，只要它在您使用任何成员之前变得完整。 [vector.overview] 中的标准中有一个明确的例外：

如果分配器满足分配器完整性，则在实例化 vector 时可能会使用不完整类型 T 要求 17.6.3.5.1。 T 应在产生的向量专业化的任何成员之前完成被引用。

std::list 和 std::forward_list 的措辞相似。

这个：

map<int, A> Am;

格式不正确。 std::map 需要根据第一个引号在实例化点使用完整类型。这个容器也不例外，就像vector 一样。

这个：

pair<int, A> Ap;

不可能永远工作，因为pair 只是一个有两个成员的简单结构。为了拥有A 类型的成员，您需要一个完整的类型。

【讨论】：

如果我没记错的话，已经为 C++17 添加了 vector、list 和 forward_list 的例外（我在 n4606 中找到它，但在 n3940 中没有；我不确定那是多少是当前实施状态的标准化，我似乎记得有人反对，但我没有像以前那样密切关注这个过程。
@AProgrammer 是的，它是N4510。虽然 libstdc++ 和 libc++ 已经允许这样做有一段时间了。
谢谢巴里。这很有帮助

【解决方案3】：

不，这种行为是预期的和标准的。

理由是std::pair实际上形成了一个结构，因此在实例化之前它的两个类型都必须是完整的。

【讨论】：