clang 无法在模板实例化时生成默认的移动构造函数

Question

下面的代码（我无法制作更短的 MVCE）

unit.h:

#include <vector>

template<typename T>
struct foo
{
    std::vector<T> data;
    foo(foo&&) = default;         // no assembly generated
    foo(std::vector<T>&&v) : data(std::move(v)) {}
};

extern template struct foo<int>;  // indicates template instantiation elsewhere

unit.cc:

#include "unit.h"
template struct foo<int>;         // forces template intantiation

main.cc:

#include "unit.h"

struct bar
{
    foo<int> f;
    bar(foo<int>&&x) : f(std::move(x)) {}
};

bar makeBar(int x)
{
    std::vector<int> v(x);
    foo<int> f(std::move(v));
    return {std::move(f)};
}

int main()
{
    bar x = makeBar(5);
}

在 clang 下编译失败（Apple LLVM 版本 9.0.0 (clang-900.0.39.2) -- 哪个 llvm 版本？）结果：

test> clang++ -std=c++11 -c unit.cc
test> clang++ -std=c++11 -c main.cc
test> clang++ -std=c++11 main.o unit.o
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "foo<int>::foo(foo<int>&&)", referenced from:
      bar::bar(foo<int>&&) in main-476e7b.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

gcc (8.2.0) 一切正常。经检查，gcc 似乎在 main.o 中发出 foo<int>::foo(foo<int>&&)，而 clang 未能完全发出它。

正确的行为是什么：应该使用 unit.o 或 main.o 发出 default 移动构造函数？这是一个已知的 clang 错误吗？

有用link：https://en.cppreference.com/w/cpp/language/class_template

Answer 1

这是一个 clang 错误。您的代码格式正确，因此无论编译器考虑 "as if" 规则的策略是什么，您的代码都应该编译。

class 模板的显式实例化仅实例化为其提供定义的成员[temp.explicit]/9:

An explicit instantiation definition that names a class template specialization explicitly instantiates the class template specialization and is an explicit instantiation definition of only those members that have been defined at the point of instantiation.

第一次声明默认的特殊成员函数仅在 odr-used 时定义。所以我想这个错误是 Clang 期望在显式实例化时，默认构造函数也被实例化。

因此解决方法可能是首先在头文件中声明移动构造函数，然后在实现文件中将其定义为默认值：

unit.hpp:

template<typename T>
struct foo
  {
  std::vector<T> data;
  foo(foo&&)=default;
  foo(std::vector<T>&&v) : data(std::move(v)) {}
  };
template<T>
foo<T>::foo(foo&&) noexcept; 
extern template struct foo<int>;

unit.cpp:

#include <unit.hpp>

template<T>
foo<T>::foo(foo&&) noexcept = default;

template struct foo<int>; //foo(foo&&) has a definition so it is instantiated with the class.

这将强制生成默认移动构造函数的定义（参见 [dlc.fct.def.default]/5）。缺点是 foo(foo&&) 的定义不再内联。

或者，下面的解决方案将起作用：

template<typename T>
struct foo
  {
  std::vector<T> data;
  foo(foo&& o)noexcept:data{move(o.data)}{};
  foo(std::vector<T>&&v) : data(std::move(v)) {}
  };

clang 无法在模板实例化时生成默认的移动构造函数

clang fails to generate defaulted move constructor upon template instantiation

c++

templates

explicit-instantiation

c++11

template-instantiation