为什么 Clang 和 MSVC 不喜欢带有一组冗余括号的成员 typedef 声明？

Question

考虑

using foo = int;

struct A {
    typedef A (foo)();
};

GCC 和 ICC 接受代码段，而 Clang 和 MSVC 拒绝它。 Clang 的错误信息是

<source>:4:15: error: function cannot return function type 'void ()'
    typedef A (foo)();
              ^
<source>:4:13: error: typedef name must be an identifier
    typedef A (foo)();
            ^
2 errors generated.

MSVC 说

<source>(4,15): error C2091: function returns function
    typedef A (foo)();
              ^

(live demo)

为什么 Clang 和 MSVC 会产生这个错误？哪些编译器是正确的？

（我专门从标准或任何缺陷报告中寻找报价。）

Answer 1

当您在 A 中重新声明时，您正在将 foo 的含义从 int 更改为 A()。这违反了 basic.scope.class#2:

A name N used in a class S shall refer to the same declaration in its context and when re-evaluated in the completed scope of S. No diagnostic is required for a violation of this rule.

由于这是 IFNDR，所有编译器都符合要求。

Answer 2

Clang 和 MSVC 都忽略 typedef 说明符并将声明读取为构造函数的声明（即，A 是构造函数名称）接受参数类型 (foo) (也就是说，(int)) 和“returning”由尾部括号 ().

表示的函数类型

是的，构造函数没有 return 类型；但是如果他们 did 有 return 类型，他们会有 return 类型 A，所以最后的附加 () 使这些编译器认为你现在有一个 return 类型的构造函数类型 A().

注意到以下“类似”声明具有类似的错误消息，这得到了支持：

A (foo)();
typedef ~A(foo)();

此外，通过添加 static，我们可以从 MSVC 获得一条说明性的错误消息：

A static (int)();
error C2574: '(__cdecl *A::A(int))(void)': cannot be declared static

解决方法：在 Clang（但不是 MSVC）下，您可以将 typedef 说明符移到右侧，或使用详细的类型说明符：

A typedef (foo)();
typedef struct A (foo)();

在所有编译器下您都可以删除或添加括号：

typedef A foo();
typedef A ((foo))();

并且您始终可以更新为类型别名：

using foo = A();

Answer 3

Clang 是错误的：A 中的 typedef 声明中的 foo 没有引用命名空间范围 typedef-name foo

W.r.t。标准规则，封闭的 namespace/scope 别名声明

using foo = int;

是一条红鲱鱼；在 class A 的声明范围内，它将被 declared in A

的名称遮蔽

#include <type_traits>

using foo = int;
struct A {
    using foo = char;
    foo x;
};

static_assert(std::is_same_v<foo, int>,"");
static_assert(std::is_same_v<A::foo, char>,"");
static_assert(std::is_same_v<decltype(A::x), char>,"");

这里的关键是 typedef A (foo)(); 根据 [dcl.spec]/3 在 A 的声明区域内声明 名称 foo ] [强调我的]:

If a type-name is encountered while parsing a decl-specifier-seq, it is interpreted as part of the decl-specifier-seq if and only if there is no previous defining-type-specifier other than a cv-qualifier in the decl-specifier-seq.

具体来说，这意味着在 typedef 声明中

typedef A (foo)();

即使存在 typedef-name foo，在 typedef 声明中也不考虑 foo，即它不被视为 type- typedef A (foo)() 的 decl-specifier-seq 的 name 部分，因为 A 之前已经遇到过，并且 A 是有效的 定义类型说明符 。因此，原始示例：

using foo = int;

struct A {
    typedef A (foo)();
};

可以减少为：

// (i)
struct A {
    typedef A (foo)();  // #1
};

在 A (A::foo) 中声明了 typedef 名称 foo，其中名称周围的括号是多余的，#1 处的 typedef 声明同样可以写成

// (ii)
struct A {
    typedef A foo();  // #1
};

并且同样可以使用 别名声明 ([dcl.typedef]/2):

// (iii)
struct A {
    using foo = A();
};

(i)、(ii) 和 (iii) 被 GCC 和 Clang 接受。

最后，我们可能会注意到 Clang 接受以下程序：

using foo = int;
struct A {
    typedef A foo();
    using bar = A();
};

static_assert(std::is_same_v<A::foo, A::bar>,"");

并且 OP 示例的根本问题可以说是 Clang 错误，其中 Clang 未能遵守 [dcl.spec]/3 并解释外部范围 typedef- name foo 作为内部范围 typedef 声明的 decl-specifier-seq 的一部分，仅适用于后者包裹了影子名称的情况foo 在括号中。