类模板的静态成员错误

Question

我对这段代码 sn-p 有问题：

template <typename T>
struct S
{
  static int a;
};

template <typename T>
decltype(S<T>::a) S<T>::a;

clang-3.4 说：

s.cpp:8:25: error: redefinition of 'a' with a different type: 'decltype(S<T>::a)' vs 'int'
decltype(S<T>::a) S<T>::a;
                        ^
s.cpp:4:14: note: previous definition is here
  static int a;
             ^
1 error generated.

但gcc-4.8.2 接受。哪个编译器是正确的？我以后应该避免使用此类代码吗？

Answer 1

Clang 要求定义与模板定义时的声明相匹配，而 GCC 和其他将匹配推迟到实例化时间（您的示例甚至从未发生过）。

Clang 接受这个：

#include <type_traits>

template <typename T>
struct S
{
  static int a;
};

template <typename T>
typename std::enable_if< true, int >::type S<T>::a; // Resolves before instantiation

但拒绝这个小改动：

template <typename T>
typename std::enable_if< std::is_same< T, T >::value, int >::type S<T>::a;

我不记得标准在何时发生对象声明匹配时规定的位置，但我怀疑 Clang 有权拒绝代码。如果我没记错的话，该标准的意图是每个声明都与一个定义完全匹配，并且可以在实例化时间之前确定映射。

使用 GCC 显然应用的更宽松的规则，您可以有两个成员声明和两个定义，但每个定义可能会根据模板参数最终确定其中一个声明。

GCC 和 MSVC 接受的代码格式错误，无需诊断……等待找到隐藏在 §3 [basic]、§7 [dcl.dcl]、§8 [dcl.decl] 某处的实际标准语， §14 [temp]，或者其他地方。

---

我仍然找不到将对象定义与前面的声明匹配的规则，但 §14.4/2 规定 decltype(…) 不能等同于（我假设在声明性意义上）int。

如果表达式e涉及模板参数，decltype(e) 表示唯一的依赖类型。两个这样的 decltype-specifiers 指 只有当它们的表达式是等价的 (14.5.6.1) 时才属于相同的类型。 [注意： 然而，它可能是别名，例如，由 typedef-name. - end 注意 ]

我很确定定义与声明相匹配需要等价，而不仅仅是别名。 §14.5.6.1 深入研究了这个领域，除了专门讨论函数签名。

Answer 2

我认为 Clang 可能拒绝这个是正确的。 14.2p2 说decltype(e)

如果表达式 e 涉及模板参数，则 decltype(e) 表示唯一的依赖类型。

在DR #2 中，讨论跟踪显示

我的观点（我认为这与最近在反射器上发布的几个帖子相符）是类外定义必须与模板中的声明匹配。

...

一般来说，如果您可以仅使用模板中的信息匹配声明，则声明是有效的。

我认为如果其中一个使用 typedef（如 DR 中所示），它仍然匹配，因为S<T>::type 是当前实例化的成员，并且可以直接查找别名的类型。但是，如上所述，decltype(e) 将始终表示唯一类型（在模板解析期间），除非另一个 decltype(e) 指定等效表达式。

---

为什么我说可能？因为14.6p8

对于可以生成有效专业化的模板，不应发出诊断。

可以将其理解为类型等价检查只是延迟到实例化之后。但是，这与我认为的 DR 中的讨论轨迹相矛盾，因为他们说“如果您可以仅使用模板中的信息来匹配声明，那么声明是有效的”（我假设该声明的作者意味着详细说明声明有效的情况）。

Answer 3

对我来说，clang 在这里被打破了。

所有与 decltype 的组合都将失败。没有 decltype 它可以工作。

template <typename T>
struct S
{   
      static int a;

      using type = decltype( a );
      typedef decltype( a ) type2;
};  

template <typename T>
1) decltype(S<T>::a) S<T>::a;
2) int S<T>::a;
3) typename S<T>::type S<T>::a;
4) typename S<T>::type2 S<T>::a;

1 gcc 工作，clang 失败

2 gcc + clang 作品

3 gcc 工作，clang 失败

4 gcc 工作，clang 失败

我做了更多尝试来解决这个问题，但没有任何成功。

关于这类问题还有一些讨论： C++ Static member initalization (template fun inside)

编辑： 我发现这个话题直到现在在标准中只是“没有解决”，而clang没有实现它： 看一眼： http://clang.llvm.org/cxx_dr_status.html（第 205 点）

我希望我没有误解该页面。随时纠正我的解释。