为什么下面的类模板在 Visual Studio 2019 中编译而不使用 gcc 8.3？

Question

为什么下面的代码可以在 Visual Studio 2019 中编译，而不能在 gcc 8.3 中编译？

#include<array>
template<typename T> class myClass {
public:
template<unsigned int N> myClass(const std::array<T, N>& elems) { /* do something */ }
};

int main() {
    std::array<int, 10> A;
    myClass<int> Tabular(A);
}

这是我从学生项目中提取的一个 sn-p，因为它对我来说看起来很奇怪。我用 gcc 8.3 尝试这个，因为我怀疑编译器抱怨模板参数推导失败。所以我告诉我的学生，这行不通。但他认为这确实在 VS 中编译而没有警告，我检查了一下，他是对的。

因为我离称自己为专家还很遥远，所以我无法向自己和我的学生解释是否/为什么/什么是错的。

Answer 1

Gcc 和 MSVC 都是正确的。 std::array的第二个模板参数的类型定义为std::size_t，std::size_t的定义方式取决于实现。

typedef /*implementation-defined*/ size_t;

std::size_t 是 sizeof 运算符 as well as the sizeof... operator and the alignof operator (since C++11) 的结果的无符号整数类型。

std::size_t的位宽不小于16。（C++11起）

那么当std::size_t与unsigned int定义相同时，代码编译正常，否则编译失败；类型不匹配导致非类型模板参数推演失败。

将unsigned int 更改为std::size_t，然后保证代码可以使用任何体面的编译器进行良好编译。例如

template<typename T> class myClass {
public:
template<std::size_t N> myClass(const std::array<T, N>& elems) { /* do something */ }
};

以及关于为什么类型不匹配导致非类型模板参数推导失败。

（强调我的）

如果参数列表中使用了非类型模板参数，并且 推导出相应的模板参数，的类型 推导出的模板参数（在其封闭模板中指定 参数列表，表示保留引用）必须与类型匹配 非类型模板参数的确切，除了 cv-qualifiers 被删除，除非模板参数是从 数组绑定——在这种情况下，任何整数类型都是允许的，甚至是 bool 虽然它总是会成为真的：

template<int i> class A { };
template<short s> void f(A<s>); // the type of the non-type template param is short

void k1()
{
    A<1> a;  // the type of the non-type template param of a is int
    f(a);    // P = A<(short)s>, A = A<(int)1>
             // error: deduced non-type template argument does not have the same
             // type as its corresponding template argument
    f<1>(a); // OK: the template argument is not deduced, 
             // this calls f<(short)1>(A<(short)1>)
}

template<int&> struct X;
template<int& R> void k2(X<R>&);
int n;
void g(X<n> &x) {
    k2(x); // P = X<R>, A = X<n>
           // parameter type is int&
           // argument type is int& in struct X's template declaration
           // OK (with CWG 2091): deduces R to refer to n
}

Answer 2

每当你遇到这样的模板错误时，你能做的最好的事情就是尝试不同的编译器，看看它们会给你什么错误。 CompilerExplorer 是一个非常好的网站

GCC 说：

<source>:4:26: note: candidate: 'template<unsigned int N> myClass<T>::myClass(const std::array<T, N>&) [with unsigned int N = N; T = int]'

    4 | template<unsigned int N> myClass(const std::array<T, N>& elems) { /* do something */ }

      |                          ^~~~~~~

<source>:4:26: note:   template argument deduction/substitution failed:

<source>:9:27: note:   mismatched types 'unsigned int' and 'long unsigned int'

    9 |     myClass<int> Tabular(A);

      |  

Clang 说：

<source>:4:26: note: candidate template ignored: substitution failure: deduced non-type template argument does not have the same type as the corresponding template parameter ('unsigned long' vs 'unsigned int')

template<unsigned int N> myClass(const std::array<T, N>& elems) { /* do something */ }

如您所见，GCC 和 Clang 都未能将 long unsigned int (std::size_t) 替换为 unsigned int。