行外成员定义的类型说明符中可以省略 typename 吗？

Question

在测试clang 是否需要typename 时，我遇到了这种奇怪的行为。 clang 和 gcc 都接受这个代码，而 msvc 拒绝它。

template<class T1>
struct A
{
    template<class T2>
    struct B
    {
        static B f;
        static typename A<T2>::template B<T1> g;
    };
};

template<class T1>
template<class T2>
typename A<T2>::template B<T1> // ok, typename/template required
    A<T1>::B<T2>::g;

template<class T1>
template<class T2>
A<T1>::B<T2> // clang/gcc accept, msvc rejects missing typename
    A<T1>::B<T2>::f;

一般来说，合格的 id A<T1>::B<T2>（其中A<T1> 是一个从属名称）应该写成typename A<T1>::template B<T2>。 gcc/clang 的行为是否不正确，或者在这种特殊情况下，一般规则（下面引用）是否存在例外？

可以说A<T1> 不是从属名称，或者B<T2> 指的是当前实例化的成员。但是，在解析类型说明符时，不可能知道当前实例化是A<T1>。要求实现猜测A<T1> 是当前实例化似乎是有问题的。

14.6 名称解析 [temp.res]

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。

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 当前实例化的成员（14.6.2.1），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一个非模板。

为了进一步调查 clang 在这里做了什么，我也尝试了这个：

template<class T1>
struct C
{
    template<class T2>
    struct D
    {
        static typename A<T1>::template B<T2> f;
        static typename A<T1>::template B<T2> g;
    };
};

template<class T1>
template<class T2>
typename A<T1>::template B<T2> // ok, typename/template required
    C<T1>::D<T2>::f;

template<class T1>
template<class T2>
A<T1>::B<T2> // clang rejects with incorrect error
    C<T1>::D<T2>::g;

Clang 给出了error: redefinition of 'g' with a different type，但g 的类型实际上与声明匹配。

我希望看到建议使用typename 或template 的诊断。

这证明了第一个示例中 clang 的行为是无意的假设。

Answer 1

clang 和 gcc 是正确的。

编译器知道A<T1>::B<T2> 是一个类型，B<T2> 是一个模板，A<T1>::B<T2>::f 是当前实例化的成员。因此，typename 和 template 关键字不是必需的。

从 v14.6.2.1p4 开始：

如果一个名称是当前实例化的成员，则它是

一个限定ID，其中嵌套名称说明符指的是 当前实例化，并且在查找时至少指的是一个 当前实例化的成员

A<T1>::B<T2> 是一个限定 ID，A<T1>:: 是嵌套名称说明符，它引用当前实例化。我们知道A<T1>:: 指的是来自 14.6.2.1p1 的当前实例化：

如果是，则名称指的是当前实例化

——在定义一个主要的类模板或一个成员 主类模板，类模板的名称，后跟 主模板的模板参数列表（如下所述） 括在 （或等效的模板别名特化）中，

在您的代码中，我们定义了主类模板的成员，即A<T1>::B<T2>::f，A<T1> 是类模板的名称，后跟主模板的模板参数列表。

在你的问题中，你说However, at the point of parsing the type-specifier it's not possible to know that the current instantiation is A<T1>。但是，我无法理解这一点，因为名称 A<T1> 确实指的是上述当前实例化。

Answer 2

MSVC 是正确的。

我对 C++11 标准的阅读表明 typename 是必需的。

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的实例化如果它是

• 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A<T1> 用于定义A 的成员时，它指的是当前实例化。在解析f 的定义时，可以通过在当前实例中查找类成员名称找到由A<T1>:: 限定的类型名称。

但是，当 C++ 解析器在成员函数定义的返回类型中遇到 A<T1> 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A 是否引用了封闭类。

出于这个原因 - 无论 A<T1> 是否命名当前实例 - 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 表明 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'
{
}

Answer 3

多年后，C++20 将 typename 和 template 的这种用法呈现为可选（尽管编译器还没有完成新规则的实现）。事实证明，编译器必须做一些类似于 GCC 和 Clang 已经在做的事情来支持外联构造函数定义。