模板化友元函数查找答案

【问题标题】：templated friend function lookup模板化友元函数查找
【发布时间】：2013-03-22 15:57:45
【问题描述】：

下面的简单代码编译正常

class A {
  int x[3];
public:
  A() { x[0]=1; x[1]=2; x[2]=3; }
  friend int const&at(A const&a, unsigned i) noexcept
  {
    return a.x[i];
  }
  friend int foo(A const&a, unsigned i) noexcept
  {
    int tmp = at(a,i);
    return tmp*tmp;
  }
};

但如果朋友是模板

class A {
  int x[3];
public:
  A() { x[0]=1; x[1]=2; x[2]=3; }

  template<unsigned I>
  friend int const&at(A const&a) noexcept
  {
    static_assert(I<3,"array boundary exceeded");
    return a.x[I];
  }

  template<unsigned I>
  friend int foo(A const&a) noexcept
  {
    int tmp = at<I>(a);   // <- error: use of undeclared identifier 'at'
    return tmp*tmp;
  }
};

查找规则发生变化，clang 抱怨说错误，但 gcc 和 icpc 没有。谁是对的（C++11）？以及如何为 clang 修复代码？

【问题讨论】：

将函数声明为friend 有什么原因吗？
试试::at<I>(a)，但你不应该这样做。
@JoachimPileborg 当然（这里的代码只是一个简单的例子，可能不存在这样的原因），这就是问题的重点。
at 需要在周围的命名空间中声明。没有一个的友元函数只能通过 ADL 找到，而当您显式指定模板参数 IIRC 时，这还不会发生。
@Dave 不，没有帮助。

标签： c++ templates c++11 clang friend

【解决方案1】：

解决方法是将声明和定义分开：

class A {
  int x[3];
public:
  A() { x[0]=1; x[1]=2; x[2]=3; }

  template<unsigned I>
  friend int const&at(A const&a) noexcept;

  template<unsigned I>
  friend int foo(A const&a) noexcept;
};

template<unsigned I>
int const&at(A const&a) noexcept
{
  static_assert(I<3,"array boundary exceeded");
  return a.x[I];
}

template<unsigned I>
int foo(A const&a) noexcept
{
  int tmp = at<I>(a);
  return tmp*tmp;
}

【讨论】：

@DrewDormann：因为 Xeo 在 cmets 中针对该问题所写的内容。（顺便说一句，+1）
这是否意味着clang是正确的而其他编译器是错误的？
顺便说一句，你只需要一个 declaration 出现在命名空间中，定义仍然可以在类命名空间内（尽管它不会有任何区别，除了 for代码的读者）