c++ - 注入(inject)的类名可以用作友元声明中的类型名吗？

Question

考虑这段代码:

template <typename T>
class Singleton
{
};

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

它在 gcc 和 clang 中编译，但它有效吗？ [temp.local].1 说:

When it is used with a template-argument-list, as a template-argument for a template template-parameter, or as the final identifier in the elaborated-type-specifier of a friend class template declaration, it is a template-name that refers to the class template itself.

粗体部分似乎适用， friend 声明似乎需要类型名称而不是模板名称(参见 [class.friend])。
是编译器错误还是我误读了标准？

Answer 1

[temp.local] 中的所有示例使用继承的人使用模板化的派生类，因此需要使用限定名访问基类，即通过派生类，如 [temp.local]#example-2 :

template <class T> struct Base {
  Base* p;
};

template <class T> struct Derived: public Base<T> {
    typename Derived::Base* p;   // meaning Derived​::​Base<T>
};

这是为了克服 dependent name lookup rules .
在规范的这一部分中没有非模板 Derived 的示例，但如果 Derived 没有模板化，则以下内容也应该起作用:

// same Base as above
struct Derived: public Base<int> {
    Base* p;   // meaning Derived​::​Base<int>
};

这被解释为:

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base* p;
};

这被解释为:

struct Derived: public Base<int> {
    Derived::Base<int>* p;
};

在我们的例子中:

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Singleton;
};

等同于:

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton;
};

这与以下内容相同:

class Logger : public Singleton<Logger> {
    friend class Logger::Singleton<Logger>;
};

需要注意的是规范中的定义 injected-class-name指:

The class-name is also bound in the scope of the class (template) itself; this is known as the injected-class-name.

我认为 template 这个词出现在括号中，作为规范的提示，注入(inject)的类名也可能出现在非模板类中。事实上，它在规范的其他地方使用，在非模板上下文中，例如 here和 here .
为了解决这个问题，规范在 [dcl.type.simple]#note-1 处添加了:

An injected-class-name is never interpreted as a template-name in contexts where class template argument deduction would be performed ([temp.local]).

所以，我会说你的代码符合规范。

请注意 [temp.local]#example-1指编译器看不到 class Y 的情况如 Y<int>而是作为 ::Y :

template<template<class> class T> class A { };
template<class T> class Y;
template<> class Y<int> {
  Y* p;                                 // meaning Y<int>
  Y<char>* q;                           // meaning Y<char>
  A<Y>* a;                              // meaning A<​::​Y>
  class B {
    template<class> friend class Y;     // meaning ​::​Y
  };
};

最后一个示例也适用于我们的案例，用于声明所有类型的 Singleton 为友:

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class Singleton; // refers to ::Singleton
};

然而，由于 old reappearing bug in GCC，上述内容无法在 GCC 中编译。 .
为了克服 GCC 错误，可以使用更详细的选项:

class Logger : public Singleton<Logger> {
    template<class> friend class ::Singleton; // OK with GCC and Clang
};

使用代码: https://godbolt.org/z/Mcez17