混合类和结构答案

【问题标题】：Mixing class and struct混合类和结构
【发布时间】：2011-06-19 11:32:55
【问题描述】：

我很清楚difference between class and struct，但是我很难权威地说这是否定义明确：

// declare foo (struct)
struct foo;

// define foo (class)
class foo {
};

// instance of foo, claiming to be a struct again! Well defined?
struct foo bar;

// mixing class and struct like this upsets at least one compiler (names are mangled differently)
const foo& test() {
   return bar;
}

int main() {
   test();
   return 0;
}

如果这是未定义的行为，有人可以指出权威（即 ISO 中的章节和诗句）参考的方向吗？

处理此问题的编译器 (Carbide 2.7) 相对较旧，我尝试过的所有其他编译器都对此非常满意，但显然这并不能证明什么。

我的直觉是这应该是未定义的行为，但我找不到任何东西来证实这一点，我很惊讶 GCC 版本或 Comeau 都没有警告过它。

【问题讨论】：

AFAIK，结构是一个具有公共成员的类；也许编译器会将结构前向声明“变形”为前向类声明。 (??)
@Max: 这样做是必须的还是只是为了好看？
Warning C4099: type name first seen using 'class' now seen using 'struct' (MS VS 2k8)的可能重复
@Matthieuh - 我不认为这是重复的，因为我问的是它是否是明确定义的行为，而不是一个（可能不符合标准的）编译器产生的警告意味着什么。跨度>
@peoro：我无法让 Clang 的在线演示发出警告，你有文字吗？

标签： c++ class struct undefined-behavior

【解决方案1】：

我不知道这是否根据 C 标准未定义（或任何其他不严格符合的类别），但我知道如果您有两个翻译单元不同意是否类型“foo”被声明为“类”或“结构”，如下所示：

TU 1

struct foo;
void f(foo&) { ... }

TU 2

class foo { ... };
void f(foo&);

void g()
{
  foo x;
  f(x);
}

那么，至少有一些编译器（尤其是 MSVC++）会在每个翻译单元中以不同的方式处理 f 的名称，因此 TU 1 中 f 的定义不满足 TU 2 中对 f 的引用和你得到一个链接错误。当你有一个定义类A的标题A.h并需要引用类B、C和D时，这会在现实生活中出现，但它们的前向声明就足够了（所以它，相当明智地，不是否包含B.h等）-您最好对那些实际定义所做的前向声明使用相同的关键字！

【讨论】：

新的 MSVC 版本会这样做还是 VC6 主义？
我确实看到过它的版本比 VC6 更新，但我不确定如何最近。
在 Visual Studio 2015 中仍然会发生这种情况

【解决方案2】：

在 C++ 中，结构是一个类。具体来说：

结构是一个定义的类类键struct。（ISO/IEC FDIS 14882:1998(E) 9-4)

这意味着您的类（未使用struct定义）绝对不是结构。因此，您使用 struct class-key 的前向声明是错误的。我不知道规范中允许前向声明使用明显错误的类键的任何部分。我确信有问题的宽松编译器平等地对待结构和类，并且掩盖了不正确的声明。在这种情况下，编译器可能不需要错误，但也不应该是意外的。

【讨论】：

我认为这是正确的。类名只是foo，它不包括struct 类键。但是，标准中没有提到可以。
@John Dibling：您可能想阅读this，了解foo x; 和struct foo x; 之间的区别（基本上，struct 或class 关键字不是名称的一部分，而是命令编译器查看特定标识符空间，即用户定义类型的空间）
大错特错。 @DavidRodríguez-dribeas，您的链接指向一个明确关于 C 的问题，而 C++ 的工作方式不同。请参见 ISO/IEC 9899/1990 第 1.7.5.3 节。
@DavidRodríguez-dribeas：参见第 7.1.5.3 节第 3 段 - “详细类型说明符class-key 或 enum 关键字/i> 应与 elaborated-type-specifier 中的名称所指的声明以实物方式一致。 ... 因此，在任何 elaborated-type-specifier 中， enum 关键字应用于引用枚举（7.2），union class-key 应用于引用联合（第 9 条）和两者应使用class 或struct class-key 来指代使用class 或struct 声明的类（第9 条）类键。” [大胆的我]
(cont'd) 用struct 或class 声明的任何东西都是一个类；规范在它们之间的唯一区别在于，在一个标识符和继承中默认为公共的，而在另一个中，它们默认为私有的。尽管编译器没有定义标准，但请注意 G++ 4.6 允许您定义 class A { public: ... }; 并将其实例化为 struct A a;。我知道 MSVC 对名称的处理方式不同，但是，微软不遵守 ISO 标准吗？谁会想到？

【解决方案3】：

MSVC10 抛出一个警告，警告页面声明将使用定义中给出的类型。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/695x5bes.aspx

【讨论】：

这不能回答问题。问题是，行为是 UB 吗？
“社区内容”中的示例看起来像是取自标准文档，但我在我拥有的各种文档中都找不到它...

【解决方案4】：

在我看来，它就像是已定义的行为。特别是，§9.1/2 说：

仅由 class-key identifier ; 组成的声明要么是对当前范围内的名称或标识符的前向声明作为类名。它将类名引入当前作用域。

标准在定义一个类时区分使用class、struct或union，但是在这里，谈到声明，没有这样的区别——使用@987654326 @ 等价于任何其他。

【讨论】：

这听起来有点冒昧。 “类键标识符”对我来说意味着类键必须是类键类，就像标识符必须是类标识符一样，而不仅仅是任意标识符。它没有说明，也没有暗示（对我来说）所有类键都是等价的。
@Eric Mickelsen：我不能同意。它特别说“名称”，清楚地表明所指的名称。 class-key，OTOH，具体定义为表示 class、struct 或 union 中的任何一个，这里没有任何内容将其限制为三者之一。
@eric §7.1.6.3/3 （Elaborated type specifiers, latest C++0x doc I've seen）说“类或结构类键应用于引用一个类（第 9 条）使用类或结构类键声明。”我认为可以以任何一种方式阅读。无论哪种方式，都只需要一个词来阐明这句话的含义……
@awoodland +1，这与我在标准中找到的引用相同。如果您阅读了同一段中的前几句，我的解释是struct 或class 中的任何一个都可以使用，而不管声明中使用了struct 或class：@987654335 @ 关键字应用于引用枚举，union 关键字应用于引用联合，在完整段落的上下文中可以看到 class 或 struct...，我倾向于认为它们是可以互换的。
FWIW，Herb Sutter（ISO 委员会成员）明确表示这是有效的 - 请参阅此处的第 154 页勘误表gotw.ca/publications/xc++-errata.htm - 事实上，在 Exceptional C++ 的早期打印运行中依赖它。前向声明可以使用任何类、结构、联合，并且类型语义是从完整的类型定义派生的。微软这样做的事实并不能真正说明标准所说的内容。

【解决方案5】：

从Warning C4099: type name first seen using 'class' now seen using 'struct' (MS VS 2k8) 看来，至少有一些编译器会根据所使用的关键字进行不同的处理，因此即使技术上允许（我找不到确认参考），最好不要依赖它。

【讨论】：

【解决方案6】：

根据语言标准，从技术上讲，代码是可以的。但是，由于至少有一个最流行的编译器会为此发出警告，因此它在实践中不起作用。

“理论上，理论和实践没有区别。实践中，有区别。”

【讨论】：