带有非类型参数的奇怪模板实例化错误

Posted 2023-02-17

【中文标题】带有非类型参数的奇怪模板实例化错误

【英文标题】：Strange template instantiation bug with non-type argument

【发布时间】：2016-03-16 10:29:13

【问题描述】：

以下 C++11 代码可使用 g++ 4.7.4、g++ 4.8.5、g++ 4.9.3 和 g++ 5.3.0 编译，但不能使用 clang++ 3.7.1 或 clang++ 3.8.0（主干 254750）：

template <typename F, F f> struct MetaValue ;

template <typename T> class IntSpec;
template <int V> class IntSpec<MetaValue<int, V> > ;

// note: template is declared here:
template <typename T> class PtrSpec;
template <void * V> class PtrSpec<MetaValue<void *, V> > ;

int main() 
  IntSpec<MetaValue<int, 0> >();

  // implicit instantiation of undefined template 'PtrSpec<MetaValue<void *, nullptr> >'
  PtrSpec<MetaValue<void *, nullptr> >();

Clang 仅在 PtrSpec<> 的实例化时出错，但在 IntSpec<> 上没有。这是编译器错误、标准中的歧义还是我在编写代码时总是需要考虑的问题？如果可能，请提供参考。

编辑：我的进一步分析发现以下两种编译器都适用：

template <typename F, F f> struct MetaValue ;

// note: template is declared here:
template<typename T> class PtrSpec;
template <int * V> class PtrSpec<MetaValue<int *, V> > ;

extern int x;

int main()  PtrSpec<MetaValue<int *, &x> >(); 

但如果我将&x 更改为nullptr，我会使用clang++ 得到implicit instantiation of undefined template 'PtrSpec<MetaValue<int *, nullptr> >'。

【问题讨论】：

使用 Clang 提交错误。他们会想要解决这个问题。

@Graznarak Nah，没有足够的动力。

【参考方案1】：

此代码应该可以正常工作，符合标准。来自N3242：

§14.3.2/1：

非类型、非模板的模板参数模板参数 应为以下之一：

[...]

计算结果为空指针值的常量表达式 (4.10)；或

[...]

§14.3.2/5：

对每个用作 非类型模板参数。如果一个非类型 template-argument 不能 转换为相应 template-parameter 的类型，然后 程序格式不正确。

[...]

对于指向对象的类型指针的非类型 模板参数， 限定转换 (4.4) 和数组到指针的转换 (4.2) 适用；如果 模板参数 是 std::nullptr_t 类型， 应用空指针转换（4.10）。 [注意： [...] (int*)0 和 nullptr 对于非类型是有效的模板参数 template-parameter 类型为“指向 int 的指针”。 — 结束说明]

[...]

【讨论】：

知道为什么 Clang 会失败吗？