GCC 5.4 的 C++ 模板变量特化

Question

我在我正在从事的项目的 CI 构建中遇到了一个奇怪的错误。这只发生在一个相对较旧的操作系统 (Ubuntu 16.04) 和一个不太新的编译器 (gcc 5.4.0) 上。

导致错误的代码类似于以下内容： (https://godbolt.org/z/MhY6sv)

#include <limits>
#include <string>

#define DEFAULT_INIT(x) x{defaultValue<decltype(x)>}

namespace MyProject{

template<typename T>
class Arr1 : public std::array<T, 3>{
public:
    Arr1(T t1, T t2, T t3) : std::array<T, 3>{{t1, t2, t3}}{}
};

template<typename T>
class Arr2 : public std::array<T, 3>{    
    Arr2(T t1, T t2, T t3) : std::array<T, 3>{{t1, t2, t3}}{}
};

namespace{
  template <typename T> constexpr T defaultValue = std::numeric_limits<T>::max();

  template <typename T> const Arr1<T> defaultValue<Arr1<T>> = Arr1<T>{defaultValue<T>, defaultValue<T>, defaultValue<T>};

  template <typename T> const Arr2<T> defaultValue<Arr2<T>> = Arr2<T>{defaultValue<T>, defaultValue<T>, defaultValue<T>};
}

class S {
public:
    S() : DEFAULT_INIT(_arr1), DEFAULT_INIT(_arr2), DEFAULT_INIT(_n) {}
    S(unsigned int n) : DEFAULT_INIT(_arr1), DEFAULT_INIT(_arr2), _n{n} {}

private:
    Arr1<unsigned int> _arr1;
    Arr1<float> _arr2;
    unsigned int _n;
};
}

int main(){
    return 0;
}

导致汇编错误

/tmp/ccWrYvQ2.s: Assembler messages:
/tmp/ccWrYvQ2.s:110: Error: symbol `_ZN9MyProject12_GLOBAL__N_1L12defaultValueE' is already defined

使用编译器资源管理器（并且考虑到其他 CI 构建使用更新版本的 gcc 编译没有问题）我已经看到这只发生在 gcc defaultValue<Arr1<T>> 和 defaultValue<Arr2<T>>。

由于在这个项目中，我们仍然希望（目前）使用其默认编译器支持有故障的操作系统，是否有任何解决方法可以让它正常工作？

Answer 1

我们可以将 OP 的 overly bloated example 最小化为：

template <typename T> struct A {};

template <typename T> const T defaultValue = 0;
template <typename T> const A<T> defaultValue<A<T>> = A<T>{};

struct S {
    S() : a1{defaultValue<decltype(a1)>},
          a2{defaultValue<decltype(a2)>} {}
    A<char> a1;
    A<int> a2;
};

int main() {
    return 0;
}

在 GCC 6.2 之前的大多数 GCC 版本上都会出现相同的符号冲突错误（它可以在 GCC 5.3 上成功编译，但在 GCC 5.4 中已经回归）。

这是 GCC 错误

• Bug 71875 - [5 Regression] template specialization compile error,

根本原因是Bug 69515 - partial specialization of variable templates is broken，这两个问题都在 GCC 6.2 中得到解决。

由于在这个项目中，我们仍然希望（目前）使用其默认编译器支持有故障的操作系统，是否有任何解决方法可以让它正常工作？

如果你想坚持使用旧的 GCC 编译器版本，你需要避免使用变量模板的部分特化，而是使用例如将值包装在元函数中：

template <typename T> struct A {};

template <typename T>
struct default_value {
    static const T value = 0;  
};

template <typename T>
struct default_value<A<T>> {
    static const A<T> value;  
};

template <typename T> 
const A<T> default_value<A<T>>::value = A<T>{};

template <typename T>
const T default_value_v = default_value<T>::value;

struct S {
    S() : a1{default_value_v<decltype(a1)>},
          a2{default_value_v<decltype(a2)>} {}
    A<char> a1;
    A<int> a2;
};

int main() {
    return 0;
}

Answer 2

也许您可以通过默认构造函数实现默认值，请参阅here。

另一种选择是仅使用类模板特化，请参阅here。