`apply` 模板在 g++ 中编译，但在 clang++ 和 vc++ 中不编译

Question

下面的代码compiles successfully在g++ 7.2.0中（编译标志是-std=c++14 -Wall -Wextra -Werror -pedantic-errors），但是在中编译失败clang++ 5.0.0（具有相同的标志，-std=c++14 -Wall -Wextra -Werror -pedantic-errors）和vc++ 15.4（编译标志为/EHsc /Za /std:c++14 /permissive-） :

template <template <typename...> class Functor, typename... FixedArguments>
struct apply
{
    template <typename... FreeArguments>
    using type = Functor<FixedArguments..., FreeArguments...>;
};

template <typename, typename>
struct Bar{};

template <template <typename...> class>
struct Foo{};

int main()
{
    (void)Foo<apply<Bar, int, char>::type>{};
}

哪种编译器行为符合标准？如何更改这样的模板 apply 以在 clang++ 上编译？

clang++ 错误信息：

5 : <source>:5:15: error: too many template arguments for class template 'Bar'
        using type = Functor<FixedArguments..., FreeArguments...>;
                     ^                          ~~~~~~~~~~~~~~~~~
16 : <source>:16:15: note: in instantiation of template class 'apply<Bar, int, char>' requested here
    (void)Foo<apply<Bar, int, char>::type>{};
              ^
9 : <source>:9:8: note: template is declared here
struct Bar{};

vc++ 错误信息：

5 : <source>(5): error C2977: 'Bar': too many template arguments
9 : <source>(9): note: see declaration of 'Bar'
16 : <source>(16): note: see reference to class template instantiation 'apply<Bar,int,char>' being compiled

Answer 1

注意： 看了这个之后，如果 Bar 是别名模板而不是 class 模板，这个答案就是正确的。解决方法有效，但出于其他原因。请参阅构造函数答案以获取 OP 的正确答案。

这个问题被称为 'alias flaw'，我们在 kvasir::mpl 的实施过程中遇到了很多挑战。问题是 Bar 正好需要两个参数，但 sizeof...(FixedArguments)+sizeof...(FreeArguments) 加起来可能不等于 2。

编译器可以通过所有别名调用尝试跟踪潜在的元数，并且仅在用户实际传递 2 以外的内容时才发出错误，或者它可以 "eagerly" 简单地通过证明错误可能会给出错误发生。

我发现解决这个问题的有效方法是根据输入的大小进行别名调用https://godbolt.org/g/PT4uaE

template<bool>
struct depends{
    template<template<typename...> class F, typename...Ts>
    using f = F<Ts...>;
};

template<>
struct depends<false>{
    template<template<typename...> class F, typename...Ts>
    using f = void;
};

template <template <typename...> class Functor, typename... FixedArguments>
struct apply
{
    template <typename... FreeArguments>
    using type = typename depends<(sizeof...(FixedArguments)+sizeof...(FreeArguments) == 2)>::template f<Functor, FixedArguments..., FreeArguments...>;
};

template <typename, typename>
struct Bar{};

template <template <typename...> class>
struct Foo{};

int main()
{
    (void)Foo<apply<Bar, int, char>::type>{};
}

应该注意的是，我测试过的所有编译器都不需要限制为正好两个，一个可以很容易地限制为 sizeof...(FixedArguments)+sizeof...(FreeArguments) != 100000，并且编译器仍然会接受它，只在出现错误时发出错误实际上并没有在具体的通话中解决问题。

实际上，我想改进我对内部工作方式的心智模型，以便提出更快的解决方法，在 kvasir::mpl 中，我们目前正在尝试在幕后手动跟踪元数，以便消除会稍微减慢速度的依赖调用。

Answer 2

因为 @T.C. 这样的代码格式不正确（不需要诊断）。

C++14 标准，部分 "Name resolution" [temp.res]，第 8 段：

If every valid specialization of a variadic template requires an empty template parameter pack, the template is ill-formed, no diagnostic required.

C++ 标准的最新草案，部分 "Name resolution" [temp.res]，第 8.3 段：

...The program is ill-formed, no diagnostic required, if:

...

every valid specialization of a variadic template requires an empty template parameter pack...

附加信息：Core Issue 2067。

按照标准要求这样简单的workaround可以写成：

template <template <typename...> class Functor, typename... Arguments>
struct invoke
{
    using type = Functor<Arguments...>;
};

template <template <typename...> class Functor, typename... FixedArguments>
struct apply
{
    template <typename... FreeArguments>
    using type = typename invoke<Functor, FixedArguments..., FreeArguments...>::type;
};

Live demo

更新： 由于 @odinthenerd 此变通方法使用了导致程序编译速度变慢的附加类型。

`apply` 模板在 g++ 中编译，但在 clang++ 和 vc++ 中不编译

`apply` template compiles in g++ but not in clang++ and vc++

c++

templates

variadic-templates

template-meta-programming

partial-application