模板实例化解析错误

Question

抱歉标题含糊不清，我对问题的理解还不够好，甚至无法正确描述。我只是不明白为什么我的main() 的最后一行失败了。适量的嵌套模板调用如下：

#include <iostream>

template <typename T>
struct ObjFirst {};

template <typename T>
struct ObjFirst<void (*)(T)> {
  template <void (*fp)(T)>
  static void f(T arg){fp(arg);}
};

template <typename T, typename R>
struct ObjFirst<R (*)(T)> {
  template <R (*fp)(T)>
  static R f(T arg) {return fp(arg);}
};

template <typename T>
struct Id {
  template <T fn_ptr>
  static auto funcPtr(void) { return &ObjFirst<T>::template f<fn_ptr>; }
};

template <auto fn>
auto id() { return Id<decltype(fn)>::template funcPtr<fn>(); }

int sampleFunc(int) {return 0;}
void sampleFuncV(int) {}

template <typename R, typename T>
R sampleFuncT(T) {return R{};}

template <>
int sampleFuncT<int, int>(int i) {return 7+i;}

struct A {};
struct B : A {};

int main()
{
    id<&sampleFunc>(); // OK
    id<&sampleFuncV>(); // OK
    auto f = id<&sampleFuncT<int, int>>(); // OK
    std::cout << f(3); // Double-checking the result: OK ('10')

    id<&std::dynamic_cast<B, A>>();
    return 0;
}

你可以看到这个模板机制的几个不同的调用工作，但最后一个没有。有一刻我以为这是因为为模板化参数选择了错误的 ObjFirst 特化，但不是。

任何想法表示赞赏。使用 GCC 7、GCC 8 和 clang 6 可以观察到失败：https://godbolt.org/g/5spCJy

Answer 1

此代码基于这样的信念，即dynamic_cast 在标准中被指定为如下内容：

namespace std {
    template <typename Dst, typename Src>
    Dst* dynamic_cast(Src* );
}

虽然这四种 C++ 类型转换看起来像是函数模板的调用，但它们实际上是核心语言的一部分。这些是关键字，它们没有作用域，虽然它们接受一个看起来像模板类型参数的东西，但实际上不是。

所以&std::dynamic_cast<B, A> 没有任何意义。根本没有std::dynamic_cast，dynamic_cast 只接受一个类型参数，而且你不能有一个“部分”动态转换——表达式是dynamic_cast<T>(v)，你不能只有dynamic_cast<T> 本身。

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假设std::dynamic_cast 只是std::dynamic_pointer_cast 的拼写错误，那么您的代码还有另外两个问题：

1. 您不能将dynamic_cast 和A* 转换为B*。您可以向上转换非多态对象/指针，但不能向下转换它们。所以这是不正确的。

2. 如果您将A 设为多态，那么如果您稍微减少它并使ObjFirst 的基本情况不完整而不是空，问题就会变得更加清晰：

   template <typename T>
   struct ObjFirst;
   
   template <typename T>
   struct ObjFirst<void (*)(T)> {}; 
   
   template <typename T, typename R>
   struct ObjFirst<R (*)(T)> {} ;
   
   struct B { };
   struct D : B { };
   
   int main()
   {
       ObjFirst<decltype(&std::dynamic_pointer_cast<B,D>)> n;
   }
   

编译失败，报错：

foo.cxx: In function ‘int main()’:
foo.cxx:18:57: error: aggregate ‘ObjFirst<std::shared_ptr<B> (*)(const std::shared_ptr<D>&) noexcept> n’ has incomplete type and cannot be defined
     ObjFirst<decltype(&std::dynamic_pointer_cast<B,D>)> n;
                                                         ^

这应该清楚问题是什么。您有 void(*)(T) 和 R(*)(T) 的特化，但 std::dynamic_pointer_cast 也不匹配，因为 noexcept 现在是类型系统的一部分。