c++ - 带有前向声明的嵌套类在 clang++ 中导致错误，但在 g++ 上没有警告地通过

Question

我试图结合嵌套类和前向声明来保持代码清晰，即使它有一个非常复杂的类结构。前向声明允许我减少此处的缩进级别。
以下代码在 g++-9.3 和 clang++-10 上编译得很好:

class A {
    public:
        class B;
};
class A::B {
    public:
        int foo=0;
};

但是，当我在另一个类中嵌套执行相同的操作时，此构造在 g++ 上没有任何警告地工作，但在 clang++ 上失败:

class Outer {
   public:
      class A {
         public:
            class B;
      };
      class A::B {
         public:
            int foo=0;
      };
};

clang++ 的失败是:

test.cpp:7:16: error: non-friend class member 'B' cannot have a qualified name
      class A::B {
            ~~~^
1 error generated.

我想这在某种程度上是无效的代码，gcc 足够仁慈以正确解释？我意识到我可以直接在类 A 中移动类定义，但假设我想保留这个版本的前向声明。

Answer 1

类头名称包含嵌套名称说明符的类说明符不能出现在类中；仅在封闭的命名空间内
来自 [class]/11 :

If a class-head-name contains a nested-name-specifier, the class-specifier shall refer to a class that was previously declared directly in the class or namespace to which the nested-name-specifier refers, or in an element of the inline namespace set of that namespace (i.e., not merely inherited or introduced by a using-declaration), and the class-specifier shall appear in a namespace enclosing the previous declaration. In such cases, the nested-name-specifier of the class-head-name of the definition shall not begin with a decltype-specifier.

在你失败的例子中， A::是嵌套名称说明符和 A::B { ... }是类说明符。标准

[...] the class-specifier shall appear in a namespace enclosing the previous declaration.

不满足。特别要注意的是，类说明符包含类头，类头又包含类头名称，而类头名称又包含可选的嵌套名称说明符，以及(非可选的)类-姓名。如果存在嵌套名称说明符，则 [class]/11 适用，在这种情况下(如上所述)允许使用类说明符的要求适用；特别是，不允许嵌套在类中。
因此，您的程序格式错误；叮当是对的。

我们可能会注意到，如果 B 的类说明符，Clang 会接受该程序。出现在命名空间范围内(包含之前的类内声明):

class Outer {
 public:
    class A {
      public:
        class B;
    };
};

class Outer::A::B {
  public:
    int foo=0;
};

最后，请注意 [class.nest]/3提到在声明它们的类的类中定义嵌套类，以及在封闭命名空间的命名空间范围内:

If class X is defined in a namespace scope, a nested class Y maybe declared in class X and later defined in the definition of classX or be later defined in a namespace scope enclosing the definitionof class X. [_ Example:_

 class E {   class I1;       // forward declaration of nested class  
 class I2;   class I1 { };   // definition of nested class }; class
 E::I2 { };  // definition of nested class

 — end example ]

这允许你的第一个例子:

class A {
  public:
    class B;
};
class A::B {
  public:
    int foo=0;
};

被重新分解为

class A {
  public:
    class B {
      public:
        int foo=0;
    };
};

或者

class A {
  public:
    class B;  // forward declaration
    // ...
    class B {
      public:
        int foo=0;
    };
};

但是这里与 [class]/11 没有冲突，它专门管理当类头名称包含嵌套名称说明符时允许的语法。