为什么我不能在模板类中内联定义非模板朋友？

Question

MCVE 胜于雄辩：

// int bar();
template <bool B> class Foo {
    friend int ::bar() { return 123; }
};

int main()
{
    Foo<false> f1;
    Foo<true> f2;
}

使用 GCC 6 和 --std=c++14，这给了我：

a.cpp: In instantiation of ‘class Foo<true>’:
a.cpp:9:12:   required from here
a.cpp:3:13: error: redefinition of ‘int bar()’
  friend int ::bar() { return 123; }
             ^~
a.cpp:3:13: note: ‘int bar()’ previously defined here

现在，我不确定标准是怎么说的；但我知道编译器知道朋友没有在B 上进行模板化，它的定义也没有使用B。那么为什么不能应用“哦，同一个函数定义的所有内联副本都是一样的”规则呢？

Answer 1

现在，我不确定标准是怎么说的；

这个案例实际上已经通过即将发布的 C++17 中的示例得到了澄清

[temp.inst]/2 类模板特化的隐式实例化 ... [snip] ... 用于根据 3.2 [basic.def.odr] 确定成员的实例化重新声明是否有效] 和 9.2 [class.mem]，与模板中的定义相对应的声明被认为是定义。 [ 示例：

... [snip（另一个例子）] ...

template<typename T> struct Friendly {
  template<typename U> friend int f(U) { return sizeof(T); }
};
Friendly<char> fc;
Friendly<float> ff; // ill-formed: produces second definition of f(U)

— 结束示例 ]

诚然，正如您所指出的，该标准的示例确实为每个实例化生成了一个不同的定义，但根据该规则，对于该示例的格式错误来说，这并不是必需的。 p>

那么为什么它不能应用“哦，一个函数的相同定义的所有内联副本都是相同的”规则呢？

这个问题似乎也适用于更简单的情况：

inline void foo(){}
inline void foo(){}

当然，编译器可以看到定义是相同的，就像编译器可以看到 ::bar 的定义不依赖于 Foo 的模板参数一样。

然而，odr 表示重新定义的格式不正确。这适用于类模板之外的定义，以及由类模板的实例化引起的定义。

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也许对于您演示的情况，可以放宽 odr ，但这需要使用特殊情况规则使标准复杂化，并使编译器复杂化，然后必须分析是否使用模板参数在定义范围内，因此这种放松当然不是没有妥协的。