为什么不能使用CRTP的类型，却可以调用CRTP的方法？

Question

此代码只在调用CRTP的方法时编译和工作：

template <typename CRTP>
struct crtp
{
    // using type = typename CRTP::type; // will not compile
    void print() const
    {
        using type = typename CRTP::type; // compiles
        static_cast<const CRTP&>(*this).print();
    }
};

#include <iostream>

int main()
{
    struct foo : crtp<foo>
    {
        using type = int;
        void print() const {
            std::cout << "John Cena\n";
        };
    } f{};

    const crtp<foo>& c = f;
    c.print();

    return 0;
}

在crtp<foo>的实例化中，foo是不完整的，但是它的方法是可以使用的。

然而，CRTP的类型不能使用CRTP外部功能的不完备性。

为什么允许将不完备性的检查推迟到调用类的函数，而不是在对象的暂存时进行？

当类主体中的using CRTP::type (未注释)出现时，将得到一个编译错误：

<source>:4:33: error: no type named 'type' in 'foo'
    using type = typename CRTP::type; // will not compile
                 ~~~~~~~~~~~~~~~^~~~

Answer 1

注意，即使在类模板定义中编写成员函数定义，类模板实例化时也不会实例化。

foo在其基类crtp<foo>被完全定义后才能被定义，但是crtp<foo>定义中的类型别名要求知道foo的定义，这要求已经定义了crtp<foo>，需要foo，等等。

另一方面，成员函数直到它们的类被完全定义之后才会被编译，所以类型别名在那里是可以的。

(也就是说，实例化void crtp<foo>::print() const是因为它只发生在定义了foo和crtp<foo>被实例化之后。)

将类模板定义与成员函数定义分离使两个阶段更加清晰：

template <typename CRTP>
struct crtp
{
    // Can't compile unless CRTP is defined at this point.
    using type = typename CRTP::type; 
    void print() const;
};


template <typename CRTP>
void crtp<CRTP>::print() const
{
    // Also can't compile unless CRTP is defined at this point, but
    // this is a later point than the class definition.
    using type = typename CRTP::type;
    static_cast<const CRTP&>(*this).print();
}

Answer 2

在CRTP中，派生类是不完整的：

struct foo : crtp<foo> // foo incomplete here
{
    using type = int;
    void print() const {
        // foo complete here
        std::cout << "John Cena\n";
    }
}; // foo complete here

foo也是在void crtp<foo>::print() const中完成的。