Clang 不允许 static_cast 到带有模板的父类，而 g++ 和 icc 允许答案

【问题标题】：Clang does not allow static_cast to parent class with template, while g++ and icc allowClang 不允许 static_cast 到带有模板的父类，而 g++ 和 icc 允许
【发布时间】：2013-06-22 22:34:36
【问题描述】：

我正在尝试我的 C++11 代码，看看是否所有最近的主要编译器都支持我使用的功能，以及以下缩短的代码

#include <valarray>

struct T
{
    double vv[3];
};

class V : public std::valarray<T>
{
    public:
        auto begin()->decltype(std::begin(static_cast<std::valarray<T>>(*this)))
        {
            return std::begin(static_cast<std::valarray<T>>(*this));
        }
};

int main(void)
{

}

将使用 g++ 4.8.1（来自 Debian sid 存储库）、Intel C++ 编译器 13.1.1 20130313，但不能使用 Clang 3.3-2（来自 Debian sid 存储库）进行编译。

给定的错误是：

test.cpp:11:73: error: no viable conversion from 'V' to 'std::valarray<T>'
    auto begin()->decltype(std::begin(static_cast<std::valarray<T>>(*this)))
                                                                    ^~~~~

然而，像这样的代码

namespace std
{
auto begin(V& vv) -> decltype(std::begin(static_cast<V::parent_t>(vv)))
{
    return std::begin(static_cast<V::parent_t>(vv));
}
}

将由所有三个编译器编译。

我的问题是：代码本身是语言标准允许的，只是 Clang 错误编译了它，还是只被 g++/icc 扩展支持？还是未定义的行为？

【问题讨论】：

我认为（但不确定）V 在其成员的声明符（包括尾随返回类型）中不完整，因此不允许对其基类进行 static_cast，因为它需要一个完整的类型。我更确定它不完整的事实然后关于这不允许演员表。
你可以试试*static_cast<std::valarray<T>*>(this)
或者直接使用decltype(begin(valarray<T>()))
这并不能回答您的问题，但clang 似乎更喜欢*static_cast<std::valarray<T>*>(nullptr) 的更常见使用模式
我不明白为什么它需要一个完整的类型。可以将不完整的类型传递给引用参数（复制或移动构造函数）。

标签： c++11 g++ clang static-cast

【解决方案1】：

代码非常危险，即使是 GCC 和 ICC 也需要修复。

您正在对值类型执行static_cast，而不是引用或指针。这会创建一个新的临时 valarray 对象，因此会调用 begin 的 const 重载（可能不是您想要的），并且 begin() 返回的迭代器指的是立即超出范围的临时对象，所以返回的迭代器无效，取消引用它是未定义的行为。

代码会这样编译：

    auto begin()->decltype(std::begin(std::declval<std::valarray<T>&>()))
    {
        return std::begin(static_cast<std::valarray<T>&>(*this));
        /* cast to reference type!    ^^^^^^^^^^^^^^^^^ */
    }

decltype 不需要强制转换 this，它只需要知道在 valarray<T> 上调用 std::begin 的类型，因此类型是否不完整并不重要，因为你没有'不需要演员表。

在函数体中，类型被认为是完整的，所以强制转换是有效的。

【讨论】：