未实例化函数模板中的编译时错误

Question

我对函数模板的理解一直是：如果包含invalid C++ 并且您不实例化它们，您的项目将编译正常。

但是，下面的代码：

#include <cstdio>
#include <utility>

template <typename T>
void contains_compile_time_error(T&& t) {
    int j = nullptr;
}

int main() {}

编译为：

x86-64 gcc 11.2 和标志 -std=c++20;
x64 msvc v19.31 和标志 /std:c++20;

并且不使用 x86-64 clang 14.0.0（带有标志 -std=c++{11,14,17,20}）：

error: cannot initialize a variable of type 'int' with an rvalue of type 'std::nullptr_t'
    int j = nullptr;
        ^   ~~~~~~~
1 error generated.

更让我困惑的是下面的代码：

#include <cstdio>
#include <utility>

namespace ns {
struct S {};

template <typename T>
void apply(T&& t) {
    //print(std::forward<T>(t));
    ns::print(std::forward<T>(t));
}

void print(S const&) { std::puts("S"); }

}  // namespace ns

int main() {}

不编译：

x86-64 gcc 11.2 和标志 -std=c++20;
x64 msvc v19.31 和标志 /std:c++20;
x86-64 clang 14.0.0 和标志 -std=c++{11,14,17,20};

（他们都抱怨 print is not a member of 'ns'）但确实用 x64 msvc v19.31 /std:c++17.

编译

如果我调用不合格的 print，那么代码将使用上述所有编译器进行编译。

所以，我的问题是：

我对函数模板的理解有误吗？
为什么上述编译器的行为与我发布的代码片段不同？

编辑 0: 根据 Frank 的评论，x64 msvc v19.31 /std:c++17 /permissive- 无法编译函数模板 apply，我调用合格的 ns::print。

Answer 1

My understanding of function templates has always been: if they contain invalid C++ and you don't instanciate them, your project will compile fine.

不，如果模板中的代码无效，那么程序也是如此。

但是“无效的 C++”是什么意思？您可以拥有语法上有效但语义上仍然无效的 C++，并且 C++ 的语义是高度上下文相关的。

因此，根据可用信息，可以在编译期间的不同时间检查多个级别的“有效”。至关重要的是，有些事情 理论上可以 尽早检查，但可能非常困难。因此，在验证模板定义的语义时，编译器有一些回旋余地。但是，无论代码是否有歧义，都是编译器检测损坏代码的能力。

why do the above compilers behave differently with the code snippets I posted?

就int j = nullptr而言：

该程序在技术上是 ill-formed，但诊断是可选的。所以代码被破坏了，但是 GCC 并没有通过让它通过来破坏合规性。

例如，如果 S 只有私有构造函数，那么 print(std::forward<T>(t)) 将被标记为已损坏，因为不可能 T 使其有效。但是，要求编译器足够聪明以在所有情况下都确定这一点有点刻薄。

对于print()：

查找有点不同，有一些必须遵守的硬性规则。

这里涉及三种类型的查找。

符合条件的查找，例如ns::print
不合格查找不涉及模板参数，如果您尝试 print(S{});
涉及模板参数的不合格查找，例如print(std::forward<T>(t));

第三类的查找被推迟，但仍必须与其他两类的 non-template 函数一样执行。

请注意，即使在延迟查找的情况下，代码仍然需要在语法上有效，因此为什么在执行类型的依赖查找时需要添加 typename。

至于 MSVC 允许 ns::print：默认情况下，该编译器不符合标准的这个（和其他）方面。您需要使用 /permissive- 编译器标志来强制合规。

未实例化函数模板中的编译时错误

Compile-time error in uninstanciated function template

c++

templates