C++ 编译器允许循环定义？

Question

在为树编写一些代码时出错，我遇到了以下奇怪情况。我已经对这个例子做了很多剥离，所以它只是一个线性树。

基本上，在 main() 函数中，我想将一个节点附加到我的树上，但我没有将它附加到“tree.root”，而是将它附加到“root”。然而，令我惊讶的是，它不仅编译得很好，而且我能够在节点上调用方法。只有当我尝试访问“value”成员变量时才会出错。

我想我的主要问题是，为什么编译器没有捕捉到这个错误？

std::shared_ptr<Node> root = tree.AddLeaf(12, root);

由于 RHS 上的“根”是一个完全未声明的变量。另外，出于好奇，如果编译器允许它们通过，循环定义是否有实际用例？以下是其余代码：

#include <iostream>
#include <memory>

struct Node
{
    int value;
    std::shared_ptr<Node> child;

    Node(int value)
    : value {value}, child {nullptr} {}

    int SubtreeDepth()
    {
        int current_depth = 1;
        if(child != nullptr) return current_depth + child->SubtreeDepth();
        return current_depth;
    }
};

struct Tree
{
    std::shared_ptr<Node> root;

    std::shared_ptr<Node> AddLeaf(int value, std::shared_ptr<Node>& ptr)
    {
        if(ptr == nullptr)
        {
            ptr = std::move(std::make_shared<Node>(value));
            return ptr;
        }
        else
        {
            std::shared_ptr<Node> newLeaf = std::make_shared<Node>(value);
            ptr->child = std::move(newLeaf);
            return ptr->child;
        }
    }
};


int main(int argc, char * argv[])
{

    Tree tree;
    std::shared_ptr<Node> root = tree.AddLeaf(12, root);
    std::shared_ptr<Node> child = tree.AddLeaf(16, root);

    std::cout << "root->SubtreeDepth() = " << root->SubtreeDepth() << std::endl; 
    std::cout << "child->SubtreeDepth() = " << child->SubtreeDepth() << std::endl; 

    return 0;
}

输出：

root->SubtreeDepth() = 2
child->SubtreeDepth() = 1

Answer 1

这是 C++ 中定义的一个不幸的副作用，即声明和定义是作为单独的步骤完成的。因为变量是先声明的，所以可以在自己的初始化中使用：

std::shared_ptr<Node> root = tree.AddLeaf(12, root);
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^   ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Declaration of the variable  Initialization clause of variable

一旦声明了变量，就可以在初始化时使用它来完整定义自身。

如果使用第二个参数的数据会导致AddLeaf中的undefined behavior，因为变量没有初始化。

Answer 2

由于 RHS 上的“根”是一个完全未声明的变量。

它不是未声明的。它是由同样的声明声明的。但是，root 在调用 AddLeaf(root) 时未初始化，因此当在函数中使用对象的值（与 null 等相比）时，行为未定义。

是的，允许在自己的声明中使用变量，但不允许使用其值。几乎所有你能做的就是获取地址或创建一个引用，或者只处理子表达式类型的表达式，例如 sizeof 和 alignof。

是的，有一些用例，尽管它们可能很少见。例如，您可能想要表示一个图，并且您可能有一个 node 的构造函数，它将指向链接节点的指针作为参数，并且您可能希望能够表示一个与其自身链接的节点。因此你可以写Node n(&n)。对于图形 API，我不会争论这是否是一个好的设计。