C++继承实例化模板类编译失败：无法识别成员字段的原因与解决

问题代码 #

struct My {
    int id;
    int value;
};

template < class T >
class IsElement : public T {
protected:
    IsElement<T>* the_next;
};

struct elem : public IsElement<My> {
    elem(int i, int v) : id(i), value(v), the_next(nullptr) {

    }
};

int main() {
    return 0;
}

编译错误信息 #

<source>: In constructor 'elem::elem(int, int)':
<source>:13:26: error: class 'elem' does not have any field named 'id'
     elem(int i, int v) : id(i), value(v), the_next(nullptr) {
                          ^~
<source>:13:33: error: class 'elem' does not have any field named 'value'
     elem(int i, int v) : id(i), value(v), the_next(nullptr) {
                                 ^~~~~
<source>:13:43: error: class 'elem' does not have any field named 'the_next'
     elem(int i, int v) : id(i), value(v), the_next(nullptr) {
                                           ^~~~~~~~
Execution build compiler returned: 1

疑问 #

我认为所有成员都应可访问，为何编译器无法找到这些成员字段？该如何修复？

原因分析 #

这是C++模板依赖名称查找规则导致的：

• IsElement<My>是依赖模板参数的基类，编译器处理elem定义时，不会自动将基类成员纳入子类作用域。
• 即便基类已经用具体类型My实例化，初始化列表里的成员名称也不会被自动解析到基类中，必须显式指明作用域。
• 另外the_next是基类的protected成员，子类虽有权访问，但同样需要明确作用域才能在初始化列表里引用。

修复方案 #

方案一：显式指定基类作用域 #

在初始化列表中通过基类名称限定成员：

struct elem : public IsElement<My> {
    elem(int i, int v) : IsElement<My>::id(i), IsElement<My>::value(v), IsElement<My>::the_next(nullptr) {
    }
};

方案二：用using引入基类成员 #

在子类中声明引入基类成员，让这些成员进入子类作用域，之后可直接在初始化列表使用：

struct elem : public IsElement<My> {
    using IsElement<My>::id;
    using IsElement<My>::value;
    using IsElement<My>::the_next;

    elem(int i, int v) : id(i), value(v), the_next(nullptr) {
    }
};

补充说明 #

两种方案均兼容C++11及以上标准。方案一适合单次引用场景，直接明了；方案二更适合多次使用基类成员的情况，代码更简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gongliming7