クラス内で他のクラスをエリアスとして使用したいがエラーとなる

Question

C++の初学者です。
Visual Studio 2017で、VC++でコンパイルしています。
以下のコードで、std:arrayもどきを作成しならが、クラステンプレートを勉強しております。

#include <iostream>

template < typename T, std::size_t N >
struct array
{
	using value_type = T;
	using reference = T & ;
	using size_type = std::size_t;
	using iterator = array_iterator<array<T,N>>;

	value_type storage[N]; //大きさN、型Tのメンバー変数arrayを作る
	size_type size() { return N; } //arrayの大きさNを返すメンバー関数
	reference operator [] (size_type i) { return storage[i]; } //i番目の要素を返す

	// 先頭要素のイテレーター
//	iterator begin() { return array_iterator(*this, 0);	}
};

template < typename Array >
struct array_iterator
{
	Array & a;
	std::size_t i;

	array_iterator(Array & x, std::size_t j)
		: a(x), i(j) //コンストラクターでデータメンバーを初期化　a=x,i=jを行っている 
	{
		print(a[3]);      // 初期化のチェック 4
	} 

	// いま参照している要素へのリファレンスを返す
	typename Array::reference operator *() {return a[i];}
};

template<typename T>
void print(const T &x) { std::cout << x << "\n"; }

int main()
{
	array<int, 5> a = { 100,2,3,4,5 };
	print(a[3]);      // 4
	print(a.size());  // 5
//	auto iter1=a.begin(); // array_iterator(a,0)
//	*iter1;     //100

	array<double, 5> b = { 200.,2.,3.,4.,5. };
	print(b[3]);      // 4.
	print(b.size());  // 5.
//	auto iter2 = b.begin(); // array_iterator(b,0)
//	*iter2;     //200.

	array_iterator<array<double,5> > c(b,1);
	print(*c);        // bの要素1の値 2.
}

この行で、arrayクラス内で、array_iteratorクラスの型をエリアスとして宣言しようとしているのですが、

using iterator = array_iterator<array<T,N>>;

以下のエラーとなり、対処方法が分かりません。対処方法を教えてください。

Severity Code Description Project File Line Suppression State
Error C2061 syntax error: identifier 'array_iterator'

Severity Code Description Project File Line Suppression State
Error C2238 unexpected token(s) preceding ';'

Answer 1

宣言・定義の順序が間違えてます。
C++では、利用するシンボルは、その前までの行で宣言なり定義なりしておく必要があります。

print()を先頭に、array_iteratorを次に定義すれば、コンパイルは通ります。

#include <iostream>

template<typename T>
void print(const T &x) { std::cout << x << "\n"; }

template < typename Array >
struct array_iterator
{
    Array & a;
    std::size_t i;

    array_iterator(Array & x, std::size_t j)
        : a(x), i(j) //コンストラクターでデータメンバーを初期化　a=x,i=jを行っている 
    {
        print(a[3]);      // 初期化のチェック 4
    } 

    // いま参照している要素へのリファレンスを返す
    typename Array::reference operator *() {return a[i];}
};

template < typename T, std::size_t N >
struct array
{
    using value_type = T;
    using reference = T & ;
    using size_type = std::size_t;
    using iterator = array_iterator<array<T,N>>;

    value_type storage[N]; //大きさN、型Tのメンバー変数arrayを作る
    size_type size() { return N; } //arrayの大きさNを返すメンバー関数
    reference operator [] (size_type i) { return storage[i]; } //i番目の要素を返す

    // 先頭要素のイテレーター
//    iterator begin() { return array_iterator(*this, 0);    }
};

int main()
{
    array<int, 5> a = { 100,2,3,4,5 };
    print(a[3]);      // 4
    print(a.size());  // 5
//    auto iter1=a.begin(); // array_iterator(a,0)
//    *iter1;     //100

    array<double, 5> b = { 200.,2.,3.,4.,5. };
    print(b[3]);      // 4.
    print(b.size());  // 5.
//    auto iter2 = b.begin(); // array_iterator(b,0)
//    *iter2;     //200.

    array_iterator<array<double,5> > c(b,1);
    print(*c);        // bの要素1の値 2.
}

Comments

[ttact]

CやC++の初学者は、「宣言」や「定義」がわかりにくいと思います。
「C 宣言 定義」とか「C++ 宣言 定義」とかで検索して勉強すると良いと思います。

[saku26]

ありがとうございます！
無事コンパイルエラーも解決し、メンバー関数begin()が意図通り動作するようになりました。
今どきの開発環境でもクラスや関数の定義順を自動では変更してくれず、エラーメッセージすら出してくれないものなんですね。こういう、ちょっとしたことだけど大事な点に気づかないと、悩み続けてしまうので、今回は大変助かりました。

Answer 2

ttact様のアドバイスのおかげで、無事解決できました。これで、テンプレートクラスの作成、テンプレートクラス間の連携が基本的に理解できたように思います。

#include <iostream>

template<typename T>
void print(const T &x) { std::cout << x << "\n"; }

template < typename Array >
struct array_iterator
{
	Array & a;
	std::size_t i;

	array_iterator(Array & x, std::size_t j)
		: a(x), i(j) //コンストラクターでデータメンバーを初期化　a=x,i=jを行っている 
	{
		print(a[3]);      // 初期化のチェック 4
	}

	// いま参照している要素へのリファレンスを返す
	typename Array::reference operator *() { return a[i]; }
};

template < typename T, std::size_t N >
struct array
{
	using value_type = T;
	using reference = T & ;
	using size_type = std::size_t;
	using iterator = array_iterator<array<T,N>>;

	value_type storage[N]; //大きさN、型Tのメンバー変数arrayを作る
	size_type size() { return N; } //arrayの大きさNを返すメンバー関数
	reference operator [] (size_type i) { return storage[i]; } //i番目の要素を返す

	// 先頭要素のイテレーター
	iterator begin() { return array_iterator<array>(*this, 0);	}
};

int main()
{
	array<int, 5> a = { 100,2,3,4,5 };
	print(a[3]);      // 4
	print(a.size());  // 5
	auto iter1=a.begin(); // array_iterator(a,0)
	print(*iter1);     //100

	array<double, 5> b = { 200.,2.,3.,4.,5. };
	print(b[3]);      // 4.
	print(b.size());  // 5.
	auto iter2 = b.begin(); // array_iterator(b,0)
	print(*iter2);     //200.

	array_iterator<array<double,5> > c(b,1);
	print(*c);        // bの要素1の値 2.
}

Comments

[saku26]

iterator begin() { return array_iterator<array>(*this, 0);
は折角、エリアスiteratorを定義しているので、
iterator begin() { return iterator(*this, 0);
とする方が良いですね（同じ意味ですが）。

Answer 3

VS2017をまだ使っているようなので, Visual Studio 2019 を使ったほうがいいのではないでしょうか。

Comments

[saku26]

会社の標準環境が2017なので、やむを得ず合わせております。
ちなみに2019では問題なくコンパイル可能でしょうか？

[episteme]

先の質問 : https://teratail.com/questions/344928 では 2019 でやった(って書いた)

[saku26]

ですね。
2017でどうすれば良いのか教えていただけると助かります。

[episteme]

そんな旧いのとっくに uninstall したからなー...
class array の"中"で iterator を定義してはいかがでしょう。