CRTP——访问不完整类型成员

Question

相关问题：一个，两个

尝试了解CRTP几天后，现在看来我的理解比以前还要少:)

考虑以下代码：

#include <iostream>

template <class IMPL>
class Interace
{
public:
    typedef typename IMPL::TYPE TYPE;  // ERROR: "...invalid use of incomplete type..."
    void foo() { IMPL::impl(); }       // then why does this work?
};

class Implementation : public Interface<Implementation>
{
public:
   typedef int TYPE;
   static void impl() { std::cout << "impl() " << std::endl; }
};

int main()
{
    Implementation obj;
    obj.foo();
}

问题是：

1. 为什么我可以从

   IMPL::

   （第 8 行）调用函数，但无法访问类型字段？在相关问题中，据说

   IMPL

   此时是一个不完整的类型。但为什么第 8 行是正确的？

2. 类型声明/定义的顺序是什么？据我看来：

a.

Interface

模板——好的。在实例化之前不会带来任何问题

b.第 11 行 -- 在

class Implementation

之后 --

Implementation

类型声明但未定义。

c.第 11 行 - 在

Interface<Implementation>

之后 - 模板实例化。此时，由于步骤 (b)，

Implementation

已经已知（但未定义！）。编译器“注入”代码，并将

IMPL

替换为

Implementation

。在我看来，第 7 行和第 8 行都不合法，因为此时编译器不知道

Implementation

有这些成员。它怎么知道比？

或者也许实例化真的在第 21 行进行？但既然如此，为什么 07 号线不起作用呢？

我思考得越多，对 C++ 类型基础知识的了解就越少。任何澄清表示赞赏。

Answer 1

当类模板被实例化时，其非虚成员函数以外的成员也随之被实例化。然而，非虚拟成员函数仅在使用 odr 时才会实例化（基本上是调用或获取其地址）。

当编译器遇到

class Implementation : public Interface<Implementation>

时，需要实例化

Interface<Implementation>

。此时，

Implementation

仍然是一个不完整的类型，它的

TYPE

成员尚未出现。另一方面，

Interface<Implementation>::foo

仅在稍后在

main

中调用时才被实例化。此时，

Implementation

就是一个完整的类型。