关于在丢弃的 if constexpr(false) 语句中实例化模板时，编译器之间的行为不一致答案

【问题标题】：Inconsistent behaviour across compilers in regard to instantiation of a template in a discarded if constexpr(false) statement关于在丢弃的 if constexpr(false) 语句中实例化模板时，编译器之间的行为不一致
【发布时间】：2019-01-10 10:45:15
【问题描述】：

我试图了解下面的 sn-p 是否应该根据标准编译。当我尝试使用三个主要编译器的最新版本进行编译时，会出现以下情况：

✓ Clang（7.0.0 版，带有-std=c++17 标志）：编译良好；
✓ GCC（8.2 版，带有-std=c++17 标志）：也可以正常编译；
❌ MSVC（19.16 版，带有/std:c++17 标志）：编译器错误（见下文）。

发生错误是因为 MSVC 编译器似乎试图实例化 std::optional<void>，尽管代码已被丢弃。 GCC 和 Clang 似乎没有这样做。

标准是否明确定义了在这种情况下应该发生什么？

#include <optional>  
#include <type_traits>
template<typename T, typename... Args>
struct Bar
{
  void foo(Args... args)
  {
    if constexpr(!std::is_same_v<T, void>) // false
    {
      // MSVC compiler error occurs because of the line below; no error occurs when compiling with GCC and Clang 
      std::optional<T> val; 
    }
  }
};
int main(int argc, char** argv)
{
  Bar<void, int> inst;
  inst.foo(1);
  return 0;
}

MSVC 出错：

C:/msvc/v19_16/include\optional(87): error C2182: '_Value': illegal use of type 'void'

C:/msvc/v19_16/include\optional(128): note: see reference to class template instantiation 'std::_Optional_destruct_base<_Ty,false>' being compiled
  with
  [
       _Ty=void
  ]

Live demo

【问题讨论】：

看起来像一个 MSVC 错误，因为 IRC 如果 constexpr 下的部分依赖于模板参数，则不应实例化它，除非分支已被采用。
为了它的价值：if constexpr 的动机或多或少正是为了使这样的示例编译。

标签： c++ language-lawyer c++17

【解决方案1】：

绝对是 MSVC 的错误。 bug report 存在，据报道已在 Visual Studio 2019 Preview 中修复。

if constexpr 在[stmt.if]/2 中标准化：

如果if 语句的格式为if constexpr，则条件的值应为上下文转换的布尔类型常量表达式；这种形式称为 constexpr if 语句。

这适用。

如果转换条件的值为假，则第一个子语句是丢弃的语句，否则[...]。

它也适用，在你的程序{ std::optional<T> val; } 中制作一个丢弃的语句。

在封闭模板化实体 (ndYSC Bar<void, int>) 的实例化期间，如果条件在其实例化后不依赖于值，则丢弃的子语句（如果有）不会实例化。。 p>

【讨论】：

我下载了 Visual Studio 2019 Preview 并尝试使用随附的编译器版本 19.20 编译代码。您提到的错误报告中的问题确实已解决......但不幸的是我的代码 sn-p 仍然无法编译（我得到与以前相同的编译器错误）。
我创建了一个错误报告：developercommunity.visualstudio.com/content/problem/425475/…

【解决方案2】：

除了@YSC 的回答，还有[temp.inst]/10：

实现不应隐式实例化函数模板、变量模板、成员模板、非虚拟成员函数、成员类、类模板的静态数据成员或 constexpr if 语句的子语句，除非需要这样的实例化。

【讨论】：

【解决方案3】：

我可以观察到该问题仅部分修复（VS 16.6.0 Preview 3.0 - cl 版本 19.26.28803.1）。现在您可以观察到以下内容：GodBolt

它适用于没有模板参数包的类。
它现在可以与类内定义一起正常工作，但不能与类外定义一起使用。

（该错误仅出现在默认开启的/permissive-模式下）

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <optional>

#define IN_CLASS_DEF_FUNC 0
#define WITH_PARAM_PACK 1

//1, 1 -> works
//0, 1 -> error (invalid use of type void)
//0, 0 -> works
//1, 0 -> works

template<typename T
#if WITH_PARAM_PACK    
    , typename... Args
#endif
>
struct Bar
{

#if IN_CLASS_DEF_FUNC
    void foo()
    {
        if constexpr (!std::is_same_v<T, void>) // false
        {
            // MSVC compiler error occurs because of the line below; no error occurs when compiling with GCC and Clang 
            std::optional<T> val;
        }
    }
#else
    void foo();
#endif
};

#if !IN_CLASS_DEF_FUNC
template<typename T
#if WITH_PARAM_PACK    
    , typename... Args
#endif
>
void Bar<T
#if WITH_PARAM_PACK    
    , Args...
#endif
>::foo()
{
    if constexpr (!std::is_same_v<T, void>) // false
    {
        // MSVC compiler error occurs because of the line below; no error occurs when compiling with GCC and Clang 
        std::optional<T> val;
    }    
}
#endif

int main(int argc, char** argv)
{
    Bar<void> inst;
    inst.foo();

    Bar<int> inst_okay;
    inst_okay.foo();

    return 0;
}

顺便说一句：作为快速修复，您可以在没有参数包的情况下将通用代码移动到独立函数中...

【讨论】：