为什么编译器不对同一翻译单元中的 ODR 违规发出警告

Question

在同一个翻译单元中，ODR 问题很容易诊断。那么为什么编译器不会针对同一翻译单元中的 ODR 违规发出警告呢？

例如，在以下代码https://wandbox.org/permlink/I0iyGdyw9ynRgny6（在下面重现）中，检测是否已定义std::tuple_size 时存在 ODR 冲突。此外，当您取消注释 three 和 four 的定义时，未定义的行为很明显。程序的输出发生变化。

只是想了解为什么 ODR 违规行为如此难以捕捉/诊断/可怕。

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#include <cstdint>
#include <cstddef>
#include <tuple>
#include <iostream>

class Something {
public:
    int a;
};

namespace {
template <typename IncompleteType, typename = std::enable_if_t<true>>
struct DetermineComplete {
    static constexpr const bool value = false;
};

template <typename IncompleteType>
struct DetermineComplete<
        IncompleteType,
        std::enable_if_t<sizeof(IncompleteType) == sizeof(IncompleteType)>> {
    static constexpr const bool value = true;
};

template <std::size_t X, typename T>
class IsTupleSizeDefined {
public:
    static constexpr std::size_t value =
        DetermineComplete<std::tuple_size<T>>::value;
};
} // namespace <anonymous>

namespace std {
template <>
class tuple_size<Something>;
} // namespace std

constexpr auto one = IsTupleSizeDefined<1, Something>{};
// constexpr auto three = IsTupleSizeDefined<1, Something>::value;

namespace std {
template <>
class tuple_size<Something> : std::integral_constant<int, 1> {};
} // namespace std

constexpr auto two = IsTupleSizeDefined<1, Something>{};
// constexpr auto four = IsTupleSizeDefined<1, Something>::value;

int main() {
    std::cout << decltype(one)::value << std::endl;
    std::cout << decltype(two)::value << std::endl;
}

Answer 1

为了使模板编译速度更快，编译器会记住它们。

因为 ODR 保证模板的全名及其参数完全定义了它的含义，一旦你实例化一个模板并生成“它是什么”，你可以将一个表从它的名称（所有参数命名）存储到“它是什么”。

下次您将模板传递给它的参数时，它不会再次尝试实例化它，而是在记忆表中查找它。如果找到，它会跳过所有这些工作。

为了做你想做的事，编译器必须放弃这个优化并重新实例化模板每次你传递它的参数。这可能会导致构建时间大幅减慢。

在您的玩具代码中，也许不是，但在实际项目中，您可能拥有数千个独特的模板和数十亿个模板实例化，记忆化可以将模板实例化时间减少一百万倍。