C++中通过额外子类友元访问受保护基类是否符合语言标准？

问题背景 #

假设我们使用的第三方库中存在类B以protected继承方式派生自A，因此正常情况下无法通过B类对象访问其基类A的部分。
我们可以额外创建一个永远不会实例化的类C，使其继承自B，同时将需要访问B对象中A部分的函数声明为C的友元，目前有两种可选的访问实现方式：

// 第三方库代码
struct A {};
struct B : protected A {};

// 我们用于访问A的自定义代码
struct C : B { friend int main(); };

int main() {
    const B & b = B{};
    [[maybe_unused]] const A & a1 = static_cast<const C&>( b ); // 方案1：所有编译器都可正常编译
    [[maybe_unused]] const A & a2 = b; // 方案2：仅GCC、MSVC可正常编译
}

方案1是否为符合标准的良构代码、不存在未定义行为？ #

是，该写法完全符合C++标准要求，无任何未定义行为。
原因如下：

• 访问权限层面：C公开继承自B，作为B的派生类，C有权访问B的protected基类A；而main被声明为C的友元，因此main中有权访问C实例中的A基类子对象。
• 类型转换层面：static_cast<const C&>(b)将B类型的左值转换为C类型的左值，后续隐式转换到A&时，访问的是B对象中真实存在的A基类子对象，全程没有访问C类特有的任何成员，因此不存在类型转换导致的未定义行为。这个技巧也被业内称为protected member hack，是被标准认可的合法操作。

Clang是否是唯一正确遵循C++标准的编译器？ #

是，GCC和MSVC对方案2的支持属于非标准的编译器扩展，Clang的行为才严格匹配C++标准要求。
原因如下：
方案2尝试直接将B类型引用隐式转换为A类型引用，此时访问权限的检查在main函数的上下文中进行，main既不是B的派生类也不是B的友元，没有权限访问B的protected基类子对象，因此隐式转换本身是非法的，应该被编译器拒绝。GCC和MSVC在这里放宽了权限检查规则，属于不符合标准的实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor