具有模板参数推导和默认模板参数的模板变量

Question

对感到惊讶（并感到困惑）我自己尝试了上述问题在标准中找到的示例：

template <typename T, typename U = int> struct S;
template <typename T = int, typename U> struct S
{ void f() { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n'; } };

int main()
{
    S s; s.f();
    return 0;
}

上面的代码打印 void S<int, int>::f() [T = int, U = int] compiled with gcc HEAD 8.0.1 201803 but fails to compile with clang HEAD 7.0.0 除非在实例化期间使用尖括号：

S s; s.f(); // error: declaration of variable 's' with deduced type 'S' requires an initializer
S<> t; t.f(); // Correct

撇开这个问题不谈，我检查了其他 模板风格 以了解此特定行为，代码以非常不规则的方式被接受或拒绝：

Template function

template <typename T, typename U = int> void function();
template <typename T = int, typename U> void function()
{ std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n'; }

int main()
{
    /* Rejected by GCC: no matching function for call to 'function()'
       template argument deduction/substitution failed:
       couldn't deduce template parameter 'T'
       same error with function<>()

       CLang compiles without issues */
    function(); // CLang prints 'void function() [T = int, U = int]'
    return 0;
}

Template variable

template <typename T, typename U = int> int variable;
template <typename T = int, typename U> int variable = 0;

int main()
{
    /* GCC complains about wrong number of template arguments (0, should be at least 1)
     while CLang complains about redefinition of 'variable' */
    std::cout << variable<> << '\n';
    return 0;
}

Template alias

template <typename T, typename U = int> using alias = int;
template <typename T = int, typename U> using alias = int;

int main()
{
    /* GCC complains about redefinition of 'alias'
       while CLang compiles just fine. */
    alias<> v = 0;
    std::cout << v << '\n';
    return 0;
}

关于此功能的 standards text 并未区分不同的模板类型，因此我认为它们的行为应该相同。

但是，模板变量大小写是两个编译器都拒绝的，所以我对模板变量选项有些怀疑。对我来说，CLang 拒绝抱怨重新定义的模板变量是正确的，而 GCC 是错误的，因为 错误的原因 拒绝了代码，但这种推理不符合标准所说的在 [temp.param]/10.

那么对于模板变量的情况我应该期待什么？:

代码因重新定义而被拒绝（CLang 是对的）。
已接受代码，合并两个模板定义（GCC 和 CLang 都是错误的）。

Answer 1

免责声明：以下内容在 C++14 的上下文中有效。对于 C++17，两个编译器都是错误的。 请参阅 Barry 的另一个答案。

查看细节我发现 Clang 在这里是正确的，而 GCC 是混淆的。

第一种情况，class模板（不像函数模板）确实需要<>.
第二种情况，函数模板，Clang 对待第一种情况完全一样，没有语法要求使用 <> 来指示使用模板。这在 C++ 中适用于所有上下文中的函数模板。
第三种情况：从变量上看，Clang是对的，GCC是糊涂的。如果您使用 extern 重新声明变量，Clang 会接受它。
```
template <typename T, typename U = int> int variable = 0;
template <typename T = int, typename U> extern int variable;

int main()
{
    // accepted by clang++-3.9 -std=c++14
    std::cout << variable<> << '\n';
    return 0;
}
```
所以它再次与标准和以前的情况保持一致。没有extern这是重定义，是禁止的。

第四种情况，using模板。 Clang 再次表现一致。我使用 typeid 来确保别名确实是 int:

template <typename T, typename U = int> using alias = int;
template <typename T = int, typename U> using alias = int;

int main()
{
    alias<> v = 0;
    std::cout << v << '\n';
    std::cout << typeid(v).name() << '\n';
    return 0;
}

然后

$ ./a.out | c++filt -t

产出

0
int

所以 Clang 确实不区分哪种模板是 re-declared，如 standard.

中所述

Answer 2

对于 class 模板参数推导，这是一个 clang 错误。来自 [temp.param]/14:

The set of default template-arguments available for use is obtained by merging the default arguments from all prior declarations of the template in the same way default function arguments are ([dcl.fct.default]). [ Example:
template<class T1, class T2 = int> class A;
template<class T1 = int, class T2> class A;
is equivalent to
template<class T1 = int, class T2 = int> class A;
— end example ]

当你写 S s 时，两个模板参数都是默认的，所以默认构造函数的 rewrite 是：

template <typename T=int, typename U=int>
S<T, U> __f();

哪个是可行的，应该推导出 S<int, int>。

对于函数，如果可以推导出所有模板参数，则无需指定<>调用函数模板。这是 [temp.arg.explicit]/3:

If all of the template arguments can be deduced, they may all be omitted; in this case, the empty template argument list <> itself may also be omitted.

请注意，这适用于扣除。别名模板或变量模板没有扣除。因此，您不能省略 <>。这是 [temp.arg]/4:

When template argument packs or default template-arguments are used, a template-argument list can be empty. In that case the empty <> brackets shall still be used as the template-argument-list.

具有模板参数推导和默认模板参数的模板变量

Template variables with template argument deduction and default template parameters

c++

templates

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c++17

default-parameters