模板别名和依赖名称

Question

在考虑如何在 C++11 中改进 CRTP 时，我以以下代码结束：

template <typename Derived, typename Delayer>
struct derived_value_type
{
  typedef typename Derived::value_type type;
};

template <typename Derived>
struct base
{
  template <typename Delayer = void>
  typename derived_value_type<Derived, Delayer>::type
  foo(){ return {}; }
};

struct derived : base<derived>
{
  typedef int value_type;
};

#include <iostream>
#include <typeinfo>

int main()
{
  derived d;
  auto bar = d.foo();

  std::cout << typeid(bar).name() << ':' << bar << std::endl;
}

我相信前面的代码符合标准，它可以编译并与主要编译器一起使用（导致i:0）。但是，当我改用模板别名时，由于 derived 不完整而出现编译错误：

template <typename Derived, typename Delayer>
using derived_value_type = typename Derived::value_type;

/*...*/

template <typename Delayer = void>
derived_value_type<Derived, Delayer>
foo(){ return {}; }

这是一个编译器错误，还是编译器可以确定与Delayer 没有真正的依赖关系这一事实是否意味着模板别名不是依赖类型？这在标准中的什么地方规定？

Answer 1

类模板和函数模板被实例化，但别名模板被简单地替换。并且通过删除成员名称type，您将失去调用从属名称查找规则的机会。

[N3285]14.5.7p2：

当一个template-id指代一个别名模板的特化时，它等价于用它的template-arguments代替得到的关联类型>template-parameters 在别名模板的 type-id 中。

所以在第一种情况下，你有：

struct derived 的定义需要 base<derived> 的隐式实例化。在这个实例化过程中，我们发现base<derived> 有一个成员函数模板：

template <typename Delayer=void>
typename derived_value_type<derived, Delayer>::type foo();

返回类型是依赖的，所以type 还没有被查找，derived_value_type 的特化没有被实例化。实例化完成，base<derived> 和 derived 现在都是完整类型。

在main 中，表达式d.foo() 需要隐式实例化base<derived>::foo<void>()。现在查找名称typename derived_value_type<derived, void>::type，沿途实例化derived_value_type<derived, void>。发现返回类型为int。

在第二种情况下，derived_value_type 不是从属名称，因此在模板 base<D> 的定义处绑定到您的别名模板声明。编译器可以在模板定义或类的每次实例化期间进行别名替换，但无论哪种方式，您都会得到一个等效于的类模板：

template <typename Derived>
struct base
{
  template <typename Delayer = void>
  typename Derived::value_type
  foo(){ return {}; }
};

struct derived 的定义需要 base<derived> 的隐式实例化。在这个实例化过程中，我们发现base<derived> 有一个成员函数模板：

template <typename Delayer=void>
typename derived::value_type foo();

但是derived::value_type是不依赖的，derived是不完整的类型，所以代码格式不正确。