引用类模板参数和 constexpr 类成员的转换运算符答案

【问题标题】：conversion operator which refers to class template parameters and constexpr class members引用类模板参数和 constexpr 类成员的转换运算符
【发布时间】：2019-06-09 10:42:22
【问题描述】：

#include <cstddef>

template <class T, std::size_t rank_>
struct  B { };

template <class T, std::size_t rank_>
struct  A {
    static constexpr auto rank = rank_;
    operator B<T, rank>() noexcept;
};

template <class T, std::size_t rank>
A<T, rank>::operator B<T, rank>() noexcept { return {}; }

注意rank_ 是A 的类模板参数，rank 是A 的成员的编译时常量。

rank用于声明转换运算符
- g++ 和 clang 编译没有错误。
- MSVC 19.20 提供unable to match definition to an existing declaration
rank_用于转换运算符的声明
- 声明从operator B<T, rank>() noexcept;更改为operator B<T, rank_>() noexcept;
- g++ 给no declaration matches A<T, rank>::operator B<T, rank>
- clang 给out-of-line definition of operator B<type-parameter-0-0, rank> does not match any declaration in A<T, rank_>
- MSVC 编译没有错误

谁是正确的？
什么是解决问题的便携式解决方案？

感谢 Artyer，将运算符定义中的符号名称从 rank 更改为 rank_ 解决了这个问题。这可能是由于名为rank 的模板参数和类成员rank 之间的歧义所致。编译器执行名称查找的方式不同。

天箭链接：https://godbolt.org/z/6oFdrf

【问题讨论】：

奇怪的是，如果您在 gcc (template<class T, std::size_t rank_> A<T, rank_>::operator B<T, rank_>() noexcept { return {}; }) 中将外部定义更改为使用名称 rank_，它会起作用
@Artyer 保险杠！它也适用于 MSVC，但更改符号名称会阻止错误非常奇怪。不知道重载中rank成员和rank模板参数是否有冲突。
这很可能是符号rank的冲突。对于A<T, rank>:: 部分，rank 必须是模板参数，因为编译器还不知道成员变量。但是对于::operator B<T, rank>()，那么rank 可以是模板参数或成员变量。

标签： c++ visual-c++ g++ clang language-lawyer

【解决方案1】：

谁是正确的？

Clang 和 GCC 在所有帐户上都是正确的。您更改后的定义格式不正确的原因是子句的有趣混合。我会先命名，然后再解释。

[temp.local]

7在一个类模板的成员定义中出现在类模板定义之外，类模板隐藏任何封闭的模板参数的名称类模板（但不是成员的模板参数，如果 member 是一个类或函数模板）。 [ 示例：
template<class T> struct A {
  struct B { /* ... */ };
  typedef void C;
  void f();
  template<class U> void g(U);
};

template<class B> void A<B>::f() {
  B b;              // A's B, not the template parameter
}

template<class B> template<class C> void A<B>::g(C) {
  B b;              // A's B, not the template parameter
  C c;              // the template parameter C, not A's C
}
— 结束示例 ]

[temp.over.link]

4 使用引用模板参数的表达式时在函数参数列表或声明中的返回类型中函数模板的，引用模板的表达式参数是函数模板签名的一部分。这是必须允许在一个函数模板中声明要与函数的另一个声明链接的翻译单元另一个翻译单元中的模板，相反，以确保旨在区分的功能模板未链接彼此。 [ 示例：
template <int I, int J> A<I+J> f(A<I>, A<J>);   // #1
template <int K, int L> A<K+L> f(A<K>, A<L>);   // same as #1
template <int I, int J> A<I-J> f(A<I>, A<J>);   // different from #1
— 结束示例 ] [ 注意：大多数表达式使用模板参数使用非类型模板参数，但可以用于表达式引用类型参数。例如，模板类型参数可用于 sizeof 运算符。 — 尾注 ]

所以在opertor B<T, rank>的声明中，id-expression rank (A<T, rank_>::rank) 是运算符签名的一部分，因为它用于返回类型（a转换运算符的返回类型作为其名称的一部分隐式给出），并且它引用了一个模板参数。

当您将operator B<T, rank>() noexcept; 更改为operator B<T, rank_>() noexcept; 时，您更改了操作员的签名！现在类外定义不匹配了，因为您仍然尝试在签名中使用 id-experssion rank，因为类成员在 :: 之后隐藏了模板参数。

template <class T, std::size_t rank>
A<T, rank>::operator B<T, rank>() noexcept { return {}; }
                        // ^- This is the member of A, not the name 
                        //    of the parameter above it

什么是解决问题的便携式解决方案？

不使用rank 成员作为模板参数或参数名称，而是在任何地方选择rank_，允许您问题中的三个编译器接受代码。

【讨论】：