试图理解模板和名称查找

Question

我试图理解下面的代码sn-ps

片段 #1

template <typename T>
struct A
{
    static constexpr int VB = T::VD;
};

struct B : A<B>
{
};

gcc9 和 clang9 都不会在这里抛出错误。

问。为什么这段代码会编译？从B继承时我们不是实例化A<B>吗？ B中没有VD，所以编译器不应该在这里抛出错误吗？

片段 #2

template <typename T>
struct A
{
    static constexpr auto AB = T::AD; // <- No member named AD in B
};

struct B : A<B>
{
    static constexpr auto AD = 0xD;
};

在这种情况下，gcc9 可以正常编译，但 clang9 会抛出错误消息“B 中没有名为 AD 的成员”。

问。为什么用gcc9编译/为什么不能用clang9编译？

片段#3

template <typename T>
struct A
{
    using TB = typename T::TD;
};

struct B : A<B>
{
    using TD = int;
};

这里 clang9 和 gcc9 都会抛出一个错误。 gcc9 说“无效使用不完整类型'struct B'”。

问。如果这里的 struct B 不完整，那为什么在 sn-p #2 中不完整呢？

使用的编译器标志：-std=c++17 -O3 -Wall -Werror。提前致谢！！！

Answer 1

我相信这些基本上可以归结为[temp.inst]/2（强调我的）：

类模板特化的隐式实例化导致声明的隐式实例化，而不是定义的隐式实例化、默认参数或 noexcept-specifiers of 类成员函数、成员类、作用域成员枚举、静态数据成员、成员模板和朋友； […]

和[temp.inst]/9

除非需要实例化，否则实现不应隐式实例化 [...] 类模板的静态数据成员 [...]。

标准中关于隐式模板实例化的措辞留下了许多可供解释的细节。一般来说，在我看来，除非规范明确说明，否则您根本不能依赖模板的部分未被实例化。因此：

片段 #1

问。为什么这段代码会编译？从 B 继承时我们不是实例化 A 吗？ B中没有VD，所以编译器不应该在这里抛出错误吗？

您正在实例化A<B>。但是实例化A<B> 只会实例化声明，而不是其静态数据成员的定义。 VB 永远不会以需要定义存在的方式使用。编译器应该接受这个代码。

片段 #2

问。为什么用gcc9编译/为什么不能用clang9编译？

正如 Jarod42 所指出的，AB 的声明包含一个占位符类型。在我看来，标准的措辞并不清楚这里应该发生什么。包含占位符类型的静态数据成员声明的实例化是否会触发占位符类型推导，从而构成需要定义静态数据成员的使用？我在标准中找不到明确表示是或否的措辞。因此，我想说这两种解释在这里同样有效，因此，GCC 和 clang 都是正确的……

片段#3

问。如果这里的 struct B 不完整，那为什么在 sn-p #2 中不完整呢？

类类型仅在您到达 class-specifier [class.mem]/6 的结束 } 时才完成。因此，B 在所有 sn-ps 中隐式实例化 A<B> 期间是不完整的。只是这与 Snippet #1 无关。在 Snippet #2 中，clang 确实给了你一个错误 No member named AD in B 结果。与 Snippet #2 的情况类似，我找不到关于何时确切地实例化成员别名声明的措辞。但是，与静态数据成员的定义不同，在类模板的隐式实例化期间，没有明确的措辞来明确阻止成员别名声明的实例化。因此，我会说 GCC 和 clang 的行为在这种情况下是对标准的有效解释……