C++ using声明是否在所有场景下都允许使用不完整类型？

using别名声明的核心语义 #

• using 别名名 = 类型说明符; 是类型别名声明，不会定义新类型，仅为指定的类型（或类模板特化）绑定一个可替换的别名，语义和传统的typedef完全一致，仅额外支持模板别名的写法。
• 别名声明本身不会触发类模板特化的隐式实例化，写别名的阶段不需要别名指向的类型是完整类型。

类模板隐式实例化的触发规则 #

• C++标准明确规定：只有当上下文需要类模板特化的完整定义时，编译器才会隐式实例化该特化。需要完整定义的典型场景包括：计算该类型的sizeof/alignof、定义该类型的实例、访问该类型的成员、将该类型作为函数参数按值传递等。
• 仅在代码中提及类模板特化的名字、为其声明别名、用该类型定义指针/引用、作为函数形参类型（非按值传递场景，比如std::initializer_list<T>本身只持有T的指针，不需要T完整），都属于不需要完整类型的上下文，不会触发模板实例化。

示例代码的具体分析 #

#include <variant>
#include <iostream>

struct box;

using val = std::variant<std::monostate, box, int, char>;

struct box
{
    int a;
    long b;
    double c;
    
    box(std::initializer_list<val>) {
        
    }
};

int main()
{
    std::cout << sizeof(val) << std::endl;
}

• 代码中using val = ...的位置仅做别名声明，不会触发std::variant的实例化，此时box是不完整类型完全合法，不存在违规。
• box构造函数的形参是std::initializer_list<val>，该类型本身内部只持有val类型的指针，不需要val是完整类型，因此这一行也不会触发std::variant的实例化。
• 直到main函数中执行sizeof(val)时，才需要val对应的std::variant特化的完整定义，此时box已经完成了完整定义，实例化过程完全符合标准要求。
• 额外说明：C++17及之后的标准库规范明确要求std::variant支持不完整类型作为模板参数，只要触发实例化的点位上所有模板参数均为完整类型即可，因此该代码完全合法，不存在未定义行为，GCC、Clang下输出32是标准规定内的正确表现。
• 如果把sizeof(val)的代码移到struct box的完整定义之前，才会触发未定义行为——因为此时实例化std::variant用到了不完整的box类型，违反标准约束。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者glades