g++ 和 clang++ 与在模板类中定义的友元模板函数的不同行为答案

【问题标题】：g++ and clang++ different behaviour with friend template function defined inside a template classg++ 和 clang++ 与在模板类中定义的友元模板函数的不同行为
【发布时间】：2018-10-16 01:50:19
【问题描述】：

另一个类型的问题“谁在 g++ 和 clang++ 之间是对的？”供 C++ 标准专家使用。

以下代码

template <int>
struct foo
 {
   template <typename>
   friend void bar ()
    { }
 };

int main ()
 {    
   foo<0>  f0;
   foo<1>  f1;
 }

使用 clang++ 编译没有问题（只有两个“未使用的变量”警告）但给出以下错误

tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp: In instantiation of ‘struct foo<1>’:
tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp:27:12:   required from here
tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp:20:16: error: redefinition of ‘template<class> void bar()’
    friend void bar ()
                ^~~
tmp_002-11,14,gcc,clang.cpp:20:16: note: ‘template<class> void bar()’ previously defined here

用 g++ 编译。

像往常一样，问题是：谁是对的？ g++ 还是 clang++ ？

在我的 Debian 平台中使用 clang++ 3.9.1 和 g++ 6.3.0 检查。但是，在 Wandbox 中尝试，似乎与更新的版本相同。

【问题讨论】：

您可以通过删除 template <typename> 来简化您的代码，并在使用 GCC 时得到相同的错误。
@NeilButterworth - 我知道：在这种情况下，两个编译器都有相同的错误。
为了更有趣：godbolt.org/g/y7mtWX 不管标准怎么说，这肯定也是一个clang错误，改变f0和f1的顺序是没有意义的定义改变了结果，没有任何诊断。
更有趣：如果您在全局命名空间中声明函数：template <typename> void bar(); 并只留下一个变量，然后调用 bar<int>(); 在 GCC 上编译并导致 ' Clang 上的未定义引用。
Related: “CWG 同意此类技术（通过在模板中定义友元函数的有状态模板元编程）应该是错误的，尽管禁止它们的机制尚未确定。” 我没找到，但也许有一些相关的缺陷报告？

标签： c++ templates language-lawyer friend

【解决方案1】：

GCC 在这种情况下是正确的。

相关标准措辞在[temp.inst]/2：

类模板特化的隐式实例化原因
— 声明的隐式实例化，但不是定义，未删除的类成员函数，成员类、作用域成员枚举、静态数据成员、成员模板和朋友；和
[...]
但是，为了确定实例化的重新声明是否有效到 6.2 和 12.2，声明对应于模板被认为是一个定义。 [ 例子： [...]
template<typename T> struct Friendly {
   template<typename U> friend int f(U) { return sizeof(T); }
};
Friendly<char> fc;
Friendly<float> ff; // ill-formed: produces second definition of f(U)
——结束示例 ]

与朋友相关的部分由DR2174添加到本段并以C++17发布（这是一份缺陷报告，因此编译器也应将其应用于以前的标准版本）。

最近版本的 MSVC 和 EDG 在严格模式下也拒绝代码，抱怨重新定义。

[temp.inject]/1 有点相关，但只讲友函数，不讲友函数模板：

Friend 类或函数可以在类模板中声明。当一个模板被实例化时，它的朋友的名字被处理好像专业化已在其点明确声明实例化。

【讨论】：