C++11标准规定了类型说明符中允许使用的类型定义吗？

Question

在C++11中，类型说明符包括类说明符和枚举说明符。（又称类定义和枚举定义）

根据语法规则，类型说明符可以出现在语言的多个位置，但并非所有这些位置都允许使用类说明符和枚举说明符。

例如：

struct C{} c;
// ok: types may be defined in the specifiers of a simple declaration

void f(struct S{});
// error: types may not be defined in parameter types

constexpr auto i = sizeof(enum E{});
// error: types may not be defined in ‘sizeof’ expressions

在标准中，它将类型说明符的使用划分为可以和不可以定义类型的情况，规则在哪里？例如，在哪里规定了在sizeof表达式中不能定义类型的规则？

- Andrew Tomazos

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可以推断出，至少对于sizeof，这可以从5.3/1中指定的“一元表达式”语法中推断出来，但是仅凭粗略的查看并不明显（由于递归定义）。 - Mark B

+1，好问题。但是在这个特定的主题上阅读标准会让人感到迷惑，引用到处都是。顺便问一下，你能否举一个实际需要使用这些东西的例子吗？换句话说，难道不总是可以将定义分成两部分吗？ - TemplateRex

@MarkB: sizeof(type-id) -> type-id -> type-specifer-seq -> type-specifier -> class-specifier. 附录A是语法摘要。从句法上讲，这是允许的，因此一定有某个地方的文本说明您不能在那里定义类型。 - Andrew Tomazos

啊，如果Clang 4.X能在编译错误中显示标准引用就好了;-) - TemplateRex

@TemplateRex：这个想法其实不错。 不过匹配的工作量还是蛮大的。 - Andrew Tomazos

CWG 686 可能会很有趣。 - dyp

Answer 1

无法在C++标准中找到它的原因是因为它在从C标准的增量中实际上被禁止了。在C.1.4中，我们有以下内容：Change: Types must be declared in declarations, not in expressions In C, a sizeof expression or cast expression may create a new type. 这显示了所讨论的禁令。这在7.1.6/3中明确指出：

除非声明构造函数、析构函数或转换函数，否则声明中需要至少一个不是cv-限定符的类型说明符。类型说明符序列不得定义类或枚举，除非它出现在别名声明（7.1.3）的类型标识符中（该别名声明不是模板声明的声明）。

其中特别感兴趣的部分是 类型说明符序列不得定义类或枚举，除非...。

- Mark B

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遗憾的是，该部分是“信息性的”，而不是“规范性的”——它旨在告诉您文档的其余部分内容，不应定义新信息。我试图找到它的“规范性”文本，但未能成功。 - Yakk - Adam Nevraumont

@hvd：不，它是一个声明说明符序列，声明说明符序列从不是类型说明符序列，尽管声明说明符有时是类型说明符。 - Andrew Tomazos

@AndrewTomazos 啊，谢谢，这是一个类型说明符（声明说明符可以是一个类型说明符），但不是一个类型说明符序列。 - user743382

有趣的是，这似乎允许在for-range-declaration中进行类型定义：for (struct S2 {} s2: s) { }，GCC使用-std=c++11 -pedantic接受它而不需要任何诊断，但clang会给出明确的“错误：类型不能在for range声明中定义”的错误提示。 - user743382

@AndrewTomazos 那么对于一个条件呢？ if (struct S2 {} s2 = s1) {} 被两个编译器都拒绝了，即使我将 S2 转换为 bool 也不行。所以如果有一些我找不到的规范文本，我也不会感到惊讶。 - user743382

Answer 2

从N3797开始:

8.3.5/9函数的返回类型或参数类型中不应定义类型。除非该函数被删除（8.4.3）或该定义位于该类的成员说明符内（包括在定义的嵌套类内），否则参数或函数定义的返回类型不得是不完全的类类型（可能带cv修饰符）。

这个规定阻止在函数声明中定义新类型。

下面两个是其他未被OP提及的特殊情况:

11.3/2类不能在友元声明中定义。

14.1/2不能在模板参数声明中定义类型。

最后，此条款阻止在sizeof和其他地方进行定义：

7.1.6/3类型说明序列不得定义类别或枚举类型，除非它出现在不是模板声明的别名声明（7.1.3）中。

请注意，C没有这种限制（C.1.4）。

此外，在C++标准的以前版本中，我们有：

5.3.3p5不应在sizeof表达式中定义类型

我找不到最新版本的标准提案中提到它，而在N3797下是多余的，因为sizeof在语法中定义类型的路线是通过type-specifier-seq，并且被7.1.6/3阻止：

sizeof(type-id) -> type-id -> type-specifer-seq -> type-specifier -> class-specifier

- Yakk - Adam Nevraumont

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sizeof始终是一个表达式，因此“在sizeof表达式中不应定义类型”与“类型必须在声明中而非表达式中声明”是重复的。 - Mark B