是否允许类在程序中的不同翻译单元之间具有不同的定义?

Question

假设每个翻译单元中最多定义一次类，在不同的翻译单元中以不同的方式定义类是否格式良好？

用例是在没有动态分配的情况下访问实现详细信息。C++代码将对 C 库已分配的指针进行操作。

例如，请忽略内存泄漏。

普通.hpp

#pragma once
namespace Test {
class Impl;
class A {
void *ptr;
A(void *ptr) : ptr(ptr) {}
friend class Impl;
public:
int plus_one();
};
class B {
void *ptr;
B(void *ptr) : ptr(ptr) {}
friend class Impl;
public:
int plus_two();
};
class Factory {
public:
A getA(int val);
B getB(int val);
};
}  // namespace Test

答.cpp

#include "common.hpp"
namespace Test {
class Impl {
public:
static int as_int(A *a) { return *static_cast<int *>(a->ptr) + 1; }
};
int A::plus_one() { return Impl{}.as_int(this); }
}  // namespace Test

B.cpp

#include "common.hpp"
namespace Test {
class Impl {
public:
static int as_int(B *b) { return *static_cast<int *>(b->ptr) + 2; }
};
int B::plus_two() { return Impl{}.as_int(this); }
}  // namespace Test

工厂.cpp

#include "common.hpp"
namespace Test {
class Impl {
public:
static A getA(int val) { return A(new int{val}); }
static B getB(int val) { return B(new int{val}); }
};
A Factory::getA(int val) { return Impl{}.getA(val); }
B Factory::getB(int val) { return Impl{}.getB(val); }
}  // namespace Test

主.cpp

#include <iostream>
#include "common.hpp"
int main() {
Test::Factory factory;
std::cout << factory.getA(1).plus_one() << std::endl;
std::cout << factory.getB(1).plus_two() << std::endl;
return 0;
}

输出：

$ g++ A.cpp B.cpp Factory.cpp main.cpp -o test 
$ ./test
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Answer 1

不可以，不允许相同的类类型具有不同的定义。您的程序直接违反了 ODR，并表现出未定义的行为。

[basic.def.odr]

6 类类型可以有多个定义，[...] 一个程序，前提是每个定义出现在不同的定义中 翻译单元，前提是定义满足以下条件 要求。给定在多个中定义的名为 D 的实体 翻译单元，然后

• D的每个定义应由相同的令牌序列组成;和
• [...]

[...]如果 D 的定义满足所有这些要求，则 行为就像D有一个单一的定义。如果 D的定义不满足这些要求，那么行为 未定义。

您的两个定义在令牌序列上已经非常明显地不同，因此 ODR 的条件没有得到支持。