为什么 clang 不能用默认的 integer_sequence 实例化嵌套的可变参数模板？

Question

考虑一个例子：

#include <utility>

template <class... Ts>
struct pack { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class P, class = std::make_index_sequence<P::size>>
struct ipack;

template <class... Ts, std::size_t... Is>
struct ipack<pack<Ts...>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class IP, class = std::make_index_sequence<IP::size>>
struct vpack;

template <class... Ts, std::size_t... Is>
struct vpack<ipack<pack<Ts...>>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

int main() {
    vpack<ipack<pack<int, int, int>>> vp;
    static_cast<void>(vp);
}

clang reports 有问题：

prog.cc:29:39: error: implicit instantiation of undefined template 'vpack<ipack<pack<int, int, int>, std::__1::integer_sequence<unsigned long, 0, 1, 2> >, std::__1::integer_sequence<unsigned long, 0, 1, 2>
vpack<ipack<pack<int, int, int>>> vp;
                                  ^

gcc does not share 铿锵情愫。哪个编译器是对的？上面的代码在某种程度上是不是格式错误？

Answer 1

我无法使用godbolt 重现您的错误。 Clang 和 gcc 编译就好了。

但是，在使用编译器时，我发现 msvc 不喜欢您的代码，因为 ipack 中的默认参数。但是，如果您直接提供参数，它会起作用：

template <class...Ts, std::size_t... Is>
struct vpack<ipack<pack<Ts...>,std::index_sequence<Is...>>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

此更改也修复了您的 clang 错误。 （我不知道如何在 wandbox 中获取链接...）

编辑：

msvc 指出了另一个错误，我在上面省略了。 vpack 必须是可构造的。但是，因为您刚刚声明了它 (struct vpack;)，所以没有可用的默认构造函数。您可以通过定义它来解决这个问题，使用：struct vpack {};。这也解决了clang问题。 （即使没有上述内容。）

编辑 2：

思考为什么你需要使用struct vpack {}; 我在你的代码中发现了另一个缺陷。它可以简化为：

#include <utility>

template <class... Ts>
struct pack { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class P, class = std::make_index_sequence<P::size>>
struct ipack {};

template <class... Ts, std::size_t... Is>
struct ipack<pack<Ts...>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class IP, class = std::make_index_sequence<IP::size>>
struct vpack {};

int main() {
    vpack<ipack<pack<int, int, int>>> vp;
    static_cast<void>(vp);
}

原因是，您的模板特化 vpack 没有被实例化，因为您使用的是主模板的默认参数。 （vpack<ipack<pack<int, int, int>>> 只提供一个参数，而不是专业化所需的两个。）

您甚至可以删除 ipack 的模板特化，如果不是因为您在 vpack 主数据库中隐式使用它。 （IP::size指的是ipack的特化。）

（我写了一个版本：https://godbolt.org/g/6Gbsvd）

因此，msvc 和 wandboxes clang 拒绝编译您的代码是正确的。我不确定为什么它在 gcc 和 godbolts clang 下工作。它可能与处理默认参数的方式有关...

有趣的是，您可以通过在 vpack 主中定义 size 来查看差异：

#include <utility>

template <class... Ts>
struct pack { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class P, class = std::make_index_sequence<P::size>>
struct ipack;

template <class... Ts, std::size_t... Is>
struct ipack<pack<Ts...>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

template <class IP, class = std::make_index_sequence<IP::size>>
struct vpack { static constexpr std::size_t size = 0; };

template <class... Ts, std::size_t... Is>
struct vpack<ipack<pack<Ts...>,std::make_index_sequence<sizeof...(Ts)>>, std::index_sequence<Is...>> { 
   static constexpr std::size_t size = sizeof...(Ts);
};

int main() {
    vpack<ipack<pack<int, int, int>>> vp;

    return decltype(vp)::size;
}

gcc 和 clang 返回 3，但 msvc 返回 0。