C++ 中的友元函数可以有一个默认参数，其类型有一个私有析构函数吗？

Question

在下一个示例中，带有私有析构函数的类U 有一个友元函数foo。而这个友元函数的参数类型为U，默认值为U{}：

class U{ ~U(); friend void foo(U); };
void foo(U = {});

Clang 和 MSVC 接受此代码，但 GCC 以错误拒绝它

error: 'U::~U()' is private within this context
    2 | void foo(U = {});
      |                ^

演示：https://gcc.godbolt.org/z/eGxYGdzj3

哪个编译器在这里，友谊是否在 C++ 中的默认参数上扩展？

Answer 1

C++20 [class.access]/8 提供如下：

默认参数 (9.3.3.6) 中的名称在声明点绑定，并且在该点而不是在使用默认参数的任何点检查访问。函数模板和类模板的成员函数中的默认参数的访问检查按照 13.9.1 中的描述执行。

但是，[expr.call]/8 说：

... 各个参数的初始化和销毁 发生在调用函数的上下文中。 [示例：在调用函数的调用点检查构造函数、转换函数或析构函数的访问。 ...

虽然“示例”文本并不规范，但我相信它反映了意图；因此，为了和谐地阅读这两个规定，我们应该理解默认参数类型的析构函数（至少在我看来）不是“在默认参数中”的名称。相反，我们应该将对朋友函数的调用视为发生在以下阶段：

1. 默认参数 initializer 被评估。由于 [class.access]/8，此步骤期间的访问控制是从声明的上下文中完成的。
2. 参数是从步骤 1 的结果复制初始化的。由于 [expr.call]/8，此步骤期间的访问控制是从调用函数的上下文中完成的。
3. 函数体被求值。
4. 参数被破坏。同样，访问控制是从调用函数的上下文中完成的（无关注意：没有完全指定销毁发生的确切时间）。

GCC 不应该拒绝声明void foo(U = {})，因为还没有实际使用析构函数；事实上，foo 可能只从有权访问U::~U 的上下文中调用。但是，如果从无权访问U::~U 的上下文中调用foo，则程序应该是格式错误的。在这种情况下，我认为 Clang 和 MSVC 是错误的，因为它们仍然接受代码。

但是，也存在 [dcl.fct.default]/5 的问题，其中指出：

默认参数与参数类型变量声明中的初始化器具有相同的语义约束，使用复制初始化语义 (9.4)。默认参数中的名称被绑定，并且语义约束在默认参数出现的地方被检查。 ...

该标准从未定义“语义约束”的含义；如果假设它包括初始化和销毁​​的访问控制，那么这可能解释了为什么 Clang 和 MSVC 似乎允许从不应访问 U::~U 的上下文调用 foo。

但是再想一想，我觉得这并没有太大的意义，因为这意味着默认参数在某种程度上是“特殊的”，而我认为这并不是有意的。也就是说，考虑：

class U {
  public:
    U() = default;
    U(const U&) = default;
  private:
    ~U() = default;
    friend void foo(U);
};
void foo(U = {}) {}

int main() {
    auto p = new U();
    foo(*p);  // line 1
    foo();    // line 2
}

这里，MSVC 接受第 1 行和第 2 行；考虑到 [expr.call]/8 如何要求可以从main 访问析构函数，接受第 1 行似乎显然是错误的。但是 Clang 接受第 2 行并拒绝第 1 行，这在我看来也很荒谬：我不认为标准的意图是选择使用默认参数（而不是自己提供参数）将使调用者免于必须有权访问参数类型的析构函数。

如果 [dcl.fct.default]/5 似乎需要 Clang 的行为，那么我认为它应该被认为是有缺陷的。