clang 中模板类内友元函数的返回类型推导

Question

所以在前面，我想要做的并不是课堂上朋友定义的真正预期用例。但它确实可以在 g++ 下工作，而且据我所知，它应该可以根据 C++14 规范工作。

出于讨论的目的，clang 是 5.0.0，gcc 是 7.2.0，尽管我已经使用其他最新版本和 HEAD 版本进行了测试并得到了相同的结果。使用 c++14 标志编译的所有内容。

我感兴趣的案例的最小复制如下。

#include <iostream>

auto foo();

template <typename T>
class Foo
{
    friend auto foo()
    {
        return (T)3.14;
    }
};

template <typename T>
void bar(T){}

int main()
{
    bar(Foo<float>{});
    std::cout << foo() << std::endl;
    return 0;
}

Gcc 行为：编译并运行。输出：3.14

Clang 行为：拒绝编译。错误：“foo”的类型冲突

这本身似乎是完全错误的，但是由于当我删除 Foo 的模板化时 auto 不会给 clang 带来任何问题，所以我决定尝试给 foo 函数一个虚拟模板。

#include <iostream>

template <typename X = int>
auto foo();

template <typename T>
class Foo
{
    template <typename X>
    friend auto foo()
    {
        return (T)3.14;
    }
};

template <typename T>
void bar(T){}

int main()
{
    bar(Foo<float>{});
    std::cout << foo() << std::endl;
    return 0;
}

Gcc 行为：编译并运行。输出：3.14

Clang 行为：编译并运行。输出：3

是的，当使用 clang 编译时，foo 的类型推导完全取决于声明中的默认模板参数，尽管没有出现在定义中的任何地方。 o_O

最后，我决定尝试通过引入 using 指令来修复这种特殊行为。

#include <iostream>

template <typename X = int>
auto foo();

template <typename T>
class Foo
{
    using Type = T;
    template <typename X>
    friend auto foo()
    {
        return (Type)3.14;
    }
};

template <typename T>
void bar(T){}

int main()
{
    bar(Foo<float>{});
    std::cout << foo() << std::endl;
    return 0;
}

Gcc 行为：编译并运行。输出：3.14

Clang 行为：编译器崩溃。我尝试过的每个版本。

崩溃是一个明显的错误，但我对前两个示例更感兴趣。这也是clang中的错误吗？或者是否有一些微妙的原因可以解释为什么这应该是未定义的行为，而我只是对 gcc 感到幸运？更重要的是，谁能想到一种适用于 gcc 和 clang 的解决方法？我正在尝试做的事情是检测 Foo 实例化的类型，前提是它是唯一的，在编译时从 Foo 外部。

Answer 1

虽然我仍然不完全确定 Clang 为何会这样，但我找到了一种可以在 Clang 和 GCC 上编译的解决方法。后者会引发警告，但它可以被抑制，或者可以使用 ifdefs 引入轻微的定义变化，以使代码在两者上都能干净地编译。

#include <iostream>

template <typename T = void>
class A
{
public:
    friend auto foo(A<T>);
};

template <typename T>
class Foo
{
    friend auto foo(A<void>)
    {
        return (T)3.14;
    }
};

template <typename T>
void bar(T){}

int main()
{
    bar(Foo<float>{});
    std::cout << foo(A{}) << std::endl;
    return 0;
}

这允许基于 Foo 实例化的模板参数推断 foo() 的返回类型，即使它们发生在不同的代码块中，这正是我所寻找的。​​p>