在声明“std::vector<X> f();”中，“std::vector<X>”是一个实例化吗？

Question

C++ 语言标准规定了标准库中有关模板组件的以下内容：

效果未定义...如果在实例化模板组件时将不完整的类型用作模板参数，除非该组件特别允许 (C++11 §17.6.4.8/2)。

以下是否会导致 std::vector 类模板的实例化？

class X;
std::vector<X> f(); // Declaration only; we will define it when X is complete

换个说法，在函数声明std::vector<X> f();中，std::vector是用参数X实例化的吗？或者，直到 f() 被 odr 使用或定义后，std::vector<X> 才被实例化？

同样，以下是否会导致 std::vector 类模板的实例化？

class X;
typedef std::vector<X> XVector; // We will complete X before we use XVector

虽然我在这些示例中使用 std::vector，但该问题同样适用于所有模板。

Answer 1

§ 14.7.1\1 隐式实例化 [temp.inst]

除非类模板特化已明确 实例化 (14.7.2) 或显式特化 (14.7.3) 类 模板特化是隐式实例化的，当 专业化是在需要的上下文中引用的 完全定义对象类型或当类的完整性 type 影响程序的语义。 隐式实例化 类模板特化导致隐式实例化 声明，但不是定义或默认参数， 类成员函数、成员类、静态数据成员和 会员模板；它会导致隐式实例化 成员匿名工会的定义。除非是班级成员 模板或成员模板已被显式实例化或 显式特化，成员的特化是隐式的 当特化在上下文中被引用时被实例化 要求成员定义存在； 特别是， 静态数据的初始化（以及任何相关的副作用） 除非静态数据成员本身被用于 一种需要静态数据成员的定义存在的方式。

§ 8.3.5\9 函数 [dcl.fct]

类型不应在返回或参数类型中定义。的类型 函数定义的参数或返回类型不应是 不完整的类类型（可能是 cv 限定的），除非函数 定义嵌套在该类的成员规范中 （包括在类中定义的嵌套类中的定义）。

§ 3.1\2 声明和定义 [basic.def]

声明是一个定义，除非它声明一个函数 指定函数的主体 (8.4)， 它包含 extern 说明符 （7.1.1）或链接规范25（7.5），既不是初始化器 也不是函数体，它在类中声明了一个静态数据成员 定义（9.4），它是一个类名声明（9.1），它是一个 opaque-enum-declaration (7.2)，或者是 typedef 声明 (7.1.3)， 使用声明（7.3.3），静态断言声明（第 7 条）， 一个属性声明（第 7 条），一个空声明（第 7 条）， 或使用指令 (7.3.4)。

只有在必需时才会被实例化。我在任何地方都找不到明确的定义，但第二句话说那些声明不是定义，这对我来说似乎是一样的。

Answer 2

不，它不会实例化模板。 Mooing Duck 的回答提供了所有必要的引用，但这里有一些分析。

如果不存在需要完全定义的类型（第 14.7.1/1 节），则默认情况下不会发生实例化。函数定义特别需要完整类型（第 8.3.5/9 节），但问题是标准的其他部分是否也要求其他声明。

但是定义有一个特殊的例外，它表明非定义声明确实不同：

函数定义的参数类型或返回类型不应是不完整的类类型（可能是 cv 限定的），除非函数定义嵌套在该类的成员规范中（包括定义的嵌套类中的定义）在课堂上）。

成员规范中的函数定义有什么特别之处？因为一个成员规范不能两次声明同一个函数（§9.2/1），并且成员函数体在所有成员声明之后处理（§3.3.7/1.1）。本质上，嵌套成员函数定义在第一次传递期间被视为声明，然后在处理完整个成员规范并且类完成后定义（第 9.2/2 节）。 §8.3.5/9 规定第一次通过时允许不完整的类，但第二次则不允许。

对函数声明和实例化的标准规则进行详尽、明确的搜索是相当繁重的。但是这个例子虽然仅限于成员函数和封闭类型的完整性，但可以合理地扩展到其他函数和类型。无论如何，这是区分的很好的证据。