gcc 接受而 clang 拒绝带有嵌套通用 lambda 的此代码，为什么？

Question

根据 Godbolt 的编译器资源管理器（参见 demo），以下代码使用 GCC（10.2 和主干）编译并输出 3628800，但无法使用 Clang（11.0.1 和主干）编译。在这两种情况下，都使用 -std=c++17。它还可以使用 MSVC 19 进行编译，但不能使用其他编译器进行编译。为什么会这样，谁的行为是正确的？

#include <iostream>

int main()
{
   std::cout << [](auto f) { return f(f); }(
        [](auto& h) {
            return [&h](auto n) {
                if (n < 2)
                    return 1;
                else
                    return n * h(h)(n - 1);
                };
            })(10) << std::endl;
}

此外，如果我将 auto n 替换为 int n 或者如果我将 if-else 替换为三元运算符 (return n < 2 ? 1 : (n * h(h)(n - 1));).[=16，即使 GCC 和 MSVC 也会拒绝代码=]

Answer 1

这个程序格式错误，不需要诊断，所以两个实现（实际上，任何实现）都是正确的。违反的规则是 [temp.res.general]/6.4:

a hypothetical instantiation of a template immediately following its definition would be ill-formed due to a construct that does not depend on a template parameter

这里的模板是最里面的 operator()：它使用了立即包含 operator() 的特化（它是其成员的闭包类型作为模板参数），它具有推导的 return 类型。这里的“紧随其后”（仍然）在 return 语句中，应该从中推导出该类型，因此由于 h(h) 不涉及模板参数，实例化将是格式错误的那个模板的（即，n的类型）。

GCC 和 MSVC 直到最终实例化（int 为 10）才对推导的 return 类型进行语义检查，此时 return类型是已知的：它只是最内层 lambda 的适当变体。但是，如果最里面的 lambda 不是通用的，则检查发生在 包含 operator() 的 实例化期间，并且会发生相同的错误。

可以在一个更简单的示例中看出这种行为差异：

auto g();
template<class T> auto f(T x) {return g()-x;}

此时Clang已经拒绝了，但是GCC接受了，可能后面还有

auto g() {return 1;}
int main() {return f(1);}

gcc 接受而 clang 拒绝带有嵌套通用 lambda 的此代码，为什么？

gcc accepts and clang rejects this code with nested generic lambdas, why?

c++

lambda

g++

language-lawyer

clang++