使用参数 atan2/pow 编译 std::transforms 失败并出现 clang（但适用于 gcc）答案

【问题标题】：Compiling std::transforms with argument atan2/pow fails with clang (but works with gcc)使用参数 atan2/pow 编译 std::transforms 失败并出现 clang（但适用于 gcc）
【发布时间】：2018-03-15 23:43:28
【问题描述】：

clang 和 gcc 的模板参数解析方式似乎有些不同。或者可能 clang 不考虑 atan2 和 pow 二进制操作，但 gcc 考虑。

下面的代码示例本身没有多大意义，但以最小的方式重现了问题：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cmath>

#define TRANSFORM_MACRO(op,func)                                          \
    template<class T>                                                     \
    std::vector<T> &trans_##op(const std::vector<T> &a, const std::vector<T> &b, std::vector<T> &dst) { \
      std::transform(a.begin(), a.end(), b.begin(), dst.begin(), func);   \
      return dst;                                                         \
    }                                                                     \
    template std::vector<float> &trans_##op(const std::vector<float>&, const std::vector<float>&, std::vector<float>&);     \
    template std::vector<double> &trans_##op(const std::vector<double>&, const std::vector<double>&, std::vector<double>&);

TRANSFORM_MACRO(arctan2, ::atan2)

int main() {
    return 0;
}

使用 GCC（5.4 Ubuntu；6.0 OSX Sierra）编译它可以正常工作。使用 clang (900.0.37) 返回以下错误：

/Users/alneuman/CLionProjects/temptest/main.cpp:15:1: error: no matching function for call to 'transform'
TRANSFORM_MACRO(arctan2, atan2)
^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/Users/.../CLionProjects/temptest/main.cpp:9:7: note: expanded from macro 'TRANSFORM_MACRO'
      std::transform(a.begin(), a.end(), b.begin(), dst.begin(), func);       \
      ^~~~~~~~~~~~~~
/Users/.../CLionProjects/temptest/main.cpp:15:1: note: in instantiation of function template specialization 'trans_arctan2<float>' requested here
/Users/.../CLionProjects/temptest/main.cpp:12:34: note: expanded from macro 'TRANSFORM_MACRO'
    template std::vector<float> &trans_##op(const std::vector<float>&, const std::vector<float>&, std::vector<float>&);     \
                                 ^
<scratch space>:22:1: note: expanded from here
trans_arctan2
^
/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/include/c++/v1/algorithm:1932:1: note: candidate template ignored: couldn't infer template argument '_BinaryOperation'
transform(_InputIterator1 __first1, _InputIterator1 __last1, _InputIterator2 __first2,
^
/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/include/c++/v1/algorithm:1922:1: note: candidate function template not viable: requires 4 arguments, but 5 were provided
transform(_InputIterator __first, _InputIterator __last, _OutputIterator __result, _UnaryOperation __op)

问题似乎是 GCC 使用了 atan2 和 pow 的内置版本，它们只有一个定义，因此不需要规范。 Clang 似乎回退到具有多个定义的 std::atan2/pow 。 Clang 也有一个 __builtin_atan2，但它不能与 std::transform 一起使用，因为它必须直接调用（考虑编译器输出）。

【问题讨论】：

using std::atan2; 重现了 gcc 的问题。 atan2 被重载，你需要指定你想要的重载。
@MarcGlisse：我认为这为我指明了正确的方向。在原始代码中，std::transform 是宏的一部分（我相应地更新了示例）。如果我像static_cast<T(*)(T, T)>(func)这样在模板中转换func的函数指针，则代码适用于clang但不适用于gcc。 GCC 抱怨 invalid static_cast from type 'double(double, double)' to type 'float (*)(float, float)'。看起来 GCC 不知道 atan2 的浮点版本，是吗。
将 atan2 替换为 std::atan2 以便 gcc 知道浮动版本。（或atan2f，但你应该包含<math.h>）

标签： xcode c++11 gcc clang++

【解决方案1】：

感谢@MarcGlisse，我想我找到了导致 Clang 和 GCC 行为不同的原因。 :: 表示法要求在全局命名空间中查找函数。 GCC 在全局命名空间中有 atan2 builtin 和 double 签名，但 Clang 没有。 std version Clang 正在使用 double 和 float 签名。因此，当使用std::atan2 时，编译器需要更具体的信息，因为std::atan2 具有（至少）三个重载：float、double 和long double。这可以通过静态转换来实现。当使用 GCC 的构建版本时，float 转换显然会失败，因为无法静态转换 double 到 float。

我选择了TRANSFORM_MACRO(arctan2, static_cast<T(*)(T, T)>(std::atan2))，它解决了宏中的歧义，也让 GCC 和 Clang 使用相同版本的 atan2。

【讨论】：