CRTP中间类无法访问祖父类成员的原因探究

#include <iostream>
#include <string>

template<typename T>
class animal
{
    public:
        std::string print()
        {
            return static_cast<T*>(this)->impl_print();
        };

    protected:
        inline const static std::string verb = "says ";  
};

template<typename T>
class pet : public animal<pet<T>>
{

    public:
        std::string impl_print()
        {
            return verb + static_cast<T*>(this)->impl_print();
        };

        inline const static std::string excite = "!"; 
};

class cat : public pet<cat>
{
    public:
        std::string impl_print()
        {
            return "meow" + excite;
        };
};

class dog : public pet<dog>
{
    public:
        std::string impl_print()
        {
            return "WOOF" + excite;
        };
};

int main()
{

    cat a;
    dog c;

    std::cout<<a.print()<<std::endl;
    std::cout<<c.print()<<std::endl;

    return 0;
}

上述代码在GCC13编译时出现“'verb' was not declared in this scope”错误。为何CRTP继承链末端的类可访问父类成员，而中间类却无法访问自身父类（祖父类）的成员？

问题原因 #

这是模板继承中的依赖名称查找规则导致的：

• 中间类pet<T>继承的基类是animal<pet<T>>，这个基类的类型依赖于模板参数T（属于「依赖基类」）。在模板类的成员函数中，编译器在未完成模板实例化前，不会主动去查找依赖基类的成员，所以直接写verb会被判定为未声明的符号。
• 末端的cat/dog继承的是pet<cat>/pet<dog>——这是模板实例化后的具体类，不属于依赖模板参数的基类。编译器处理这类「非依赖基类」时，会直接查找其成员，因此excite可以正常访问。

修复方法 #

有两种可行的修复方式：

1. 用this->明确指向基类成员：

std::string impl_print()
{
    return this->verb + static_cast<T*>(this)->impl_print();
};

2. 通过基类名限定成员：

std::string impl_print()
{
    return animal<pet<T>>::verb + static_cast<T*>(this)->impl_print();
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Treeman