为什么此 clang 代码无法使用带有 -std=c++20 的 clang 10 进行编译

Question

以下程序无法使用 clang10 和 -std=c++20 进行编译

#include "clang/AST/ASTContext.h"
int main(){}

使用 -std=c++17 即可。

这是编译尝试输出（请注意，我对 C++17 中的链接器错误没有问题，因为我没有向命令行提供所需的 -l）

clang++-10  toy.cc -I/usr/lib/llvm-10/include -std=c++20 -w
In file included from toy.cc:1:
In file included from /usr/lib/llvm-10/include/clang/AST/ASTContext.h:28:
In file included from /usr/lib/llvm-10/include/clang/AST/RawCommentList.h:14:
/usr/lib/llvm-10/include/clang/Basic/SourceManager.h:953:59: error: use of overloaded operator '!=' is ambiguous (with operand types 'llvm::DenseMapBase<llvm::DenseMap<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *, llvm::DenseMapInfo<const clang::FileEntry *>, llvm::detail::DenseMapPair<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *> >, const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *, llvm::DenseMapInfo<const clang::FileEntry *>, llvm::detail::DenseMapPair<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *> >::iterator' (aka 'DenseMapIterator<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *, llvm::DenseMapInfo<const clang::FileEntry *>, llvm::detail::DenseMapPair<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *> >') and 'llvm::DenseMapBase<llvm::DenseMap<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *, llvm::DenseMapInfo<const clang::FileEntry *>, llvm::detail::DenseMapPair<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *> >, const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *, llvm::DenseMapInfo<const clang::FileEntry *>, llvm::detail::DenseMapPair<const clang::FileEntry *, const clang::FileEntry *> >::iterator')
      if (OverriddenFilesInfo->OverriddenFiles.find(File) !=
          ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ^
/usr/lib/llvm-10/include/llvm/ADT/DenseMap.h:1222:8: note: candidate function
  bool operator!=(const ConstIterator &RHS) const {
       ^
/usr/lib/llvm-10/include/llvm/ADT/DenseMap.h:1215:8: note: candidate function
  bool operator==(const ConstIterator &RHS) const {
       ^
/usr/lib/llvm-10/include/llvm/ADT/DenseMap.h:1215:8: note: candidate function (with reversed parameter order)
1 error generated.
clang++-10  toy.cc -I/usr/lib/llvm-10/include -std=c++17 -w
/usr/bin/ld: /tmp/toy-4396eb.o:(.data+0x0): undefined reference to `llvm::DisableABIBreakingChecks'
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

备注：

标记了这艘宇宙飞船，因为我不知道与它相关的标签 != == C++20
无法减少此示例，因为 DenseMap 是 class 的怪物，我发现了类似的问题，解决方案是运营商是缺少 const 限定符，这在这里似乎不是问题（我可以在源代码中看到常量），当我试图获得类似的一个简单案例的错误我没有得到错误。

Answer 1

这个 LLVM 示例简化为：

struct iterator;

struct const_iterator {
    const_iterator(iterator const&);
};

struct iterator {
    bool operator==(const_iterator const&) const;
    bool operator!=(const_iterator const&) const;
};

bool b = iterator{} != iterator{};

在 C++17 中，这很好：我们只有一个候选者并且它是可行的（iterator 可转换为 const_iterator 因此一个有效）。

在C++20中，我们突然有了三个候选者。我将使用非成员语法将它们写出来，以便参数更加明显：

bool operator==(iterator const&, const_iterator const&); // #1
bool operator==(const_iterator const&, iterator const&); // #2 (reversed #1)
bool operator!=(iterator const&, const_iterator const&); // #3

#2 是 #1 的反向候选。 #3 没有反向候选，因为只有主要比较运算符（== 和 <=>）得到反向候选。

现在，重载解析的第一步是进行转换序列。我们有两个 iterator 类型的参数：对于 #1，这是一个精确的 match/conversion。对于 #2，即 conversion/exact 匹配。对于 #3，正好是 match/conversion。这里的问题是我们在 #1 和 #2 之间有这个 "flip-flop"：每个 parameter/argument 对中的每个更好，而另一个更差。那是模棱两可的。即使 #3 在某种意义上是 "better candidate"，我们也不会走那么远——不明确的转换序列意味着不明确的重载解析。

现在，gcc 编译这个无论如何（我不完全确定它在这里实现的具体规则）甚至 clang 甚至不认为这是一个错误，只是一个警告（您可以使用 -Wno-ambiguous-reversed-operator 禁用它）。有一些正在进行的工作试图更优雅地解决这些情况。

为了更有帮助，这里是 LLVM 示例的更直接缩减以及我们如何针对 C++20 修复它：

template <bool Const>
struct iterator {
    using const_iterator = iterator<true>;

    iterator();

    template <bool B, std::enable_if_t<(Const && !B), int> = 0>
    iterator(iterator<B> const&);

#if __cpp_impl_three_way_comparison >= 201902
    bool operator==(iterator const&) const;
#else
    bool operator==(const_iterator const&) const;
    bool operator!=(const_iterator const&) const;
#endif
};

在 C++20 中，我们仅需要一个齐次比较运算符。

这在 C++17 中不起作用，因为想要支持 iterator<false>{} == iterator<true>{} 情况：唯一的候选者是 iterator<false>::operator==(iterator<false>)，并且您不能转换 const_iterator 到 iterator。

但在 C++20 中没问题，因为在这种情况下现在我们有两个候选者：iterator<false> 的相等运算符 and iterator<true> 的反向相等运算符。前者不可行，但后者可行并且工作正常。

我们也只需要operator==。 operator!= 我们只是免费获得，因为我们想要的只是取反平等。

或者，您仍然可以在 C++17 中将比较运算符编写为隐藏的朋友：

friend bool operator==(iterator const&, iterator const&);
friend bool operator!=(iterator const&, iterator const&);

通过让两种类型的候选人都参与，这让您获得与 C++20 相同的行为（与 C++20 版本相比，它只需要编写一个额外的函数，并且该函数必须是一个隐藏的朋友 - 它不能是会员）。

为什么此 clang 代码无法使用带有 -std=c++20 的 clang 10 进行编译

Why does this clang code fail to compile with clang 10 with -std=c++20

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