没有前向声明的嵌套函数模板实例化可以在 GCC 上编译，但不能在 clang 上编译

Posted 2023-02-22

【中文标题】没有前向声明的嵌套函数模板实例化可以在 GCC 上编译，但不能在 clang 上编译

【英文标题】：Nested function template instantiation without forward declaration compiles on GCC but not on clang

【发布时间】：2021-05-03 13:26:33

【问题描述】：

以下内容不能在 clang 中编译，但在 GCC (godbolt) 中可以：

template <typename K, typename V>
std::ostream& operator<< (std::ostream& o, const std::map<K, V>& map)

    const char* sep = "";
    for (const auto& x : map)
    
        o << sep << "" << x.first << ", " << x.second << "";
        sep = ", ";
    
    return o << "";


template <typename T>
std::ostream& operator<< (std::ostream& o, const std::vector<T>& vec)

    const char* sep = "";
    for (const auto& x : vec)
    
        o << sep << x;
        sep = ", ";
    
    return o << "";


// Usage

int main()

    std::map<int, std::vector<int>> t = 1, 2, 3, 4, 5;
    std::cout << t << std::endl;
    return 0;

谁是对的？

顺便说一句，我知道它是 UB，但是将两个模板定义放在 namespace std 中也会使代码在 clang 上编译。

代码借自Is it possible to define operator<< for templated types?

【问题讨论】：

如果你只是交换operator<<重载的顺序，它应该可以编译。

@TedLyngmo 是的，但是如果涉及到地图的矢量，那么更改顺序会破坏它^^

@Fareanor 当然 - 在这种情况下，必须转发声明。 template <typename T> std::ostream& operator<<(std::ostream& o, const std::vector<T>& vec);

@TedLyngmo 同意，我说是因为在链接的问题中，OP 不想转发声明任何内容。

@Fareanor 啊，我明白了（我没有阅读借用代码的链接）。

【参考方案1】：

Clang 是对的。您应该将operator<< 对std::vector 的声明移到operator<< 对std::map 的定义之前。

在unqualified name lookup，

（强调我的）

对于模板定义中使用的依赖名称，查找会推迟到知道模板参数为止，此时 ADL 会检查从模板定义上下文以及模板实例化上下文中可见的函数声明 with external linkage (until C++11) , 虽然非 ADL 查找仅检查从模板定义上下文可见的函数声明 with external linkage (until C++11)（换句话说，在模板定义之后添加新函数声明不会使其可见，除非通过 ADL） .

【讨论】：

我想知道造成这种差异的原因是什么

@Danra 关于 Clang 和 Gcc 之间区别的基本原理？

ADL 和非 ADL 查找检查的声明之间

@Danra Non-ADL 在使用声明之前检查声明，这与非模板函数的工作方式相同。 ADL 检查声明用作参数的类的名称空间。在这种情况下，它们都找不到，因为std::vector 的operator<< 在std::map 的一个之后声明，那么它是不可见的，并且std::vector 在命名空间std 中声明，但operator<< 在全局命名空间中声明.