具有空定义的模板特化

Question

我制作了一个模板函数，用于从数字初始化chrono::time_point。到目前为止我已经成功了，但遇到了一个我不完全理解的问题。下面给出了我的代码的两个最小示例。

以下代码无法编译并出现以下错误：

/usr/include/c++/7/chrono:616:14: note:   no known conversion for argument 1 from ‘const double’ to ‘const std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<double> >&’
/usr/include/c++/7/chrono:616:14: note: candidate: constexpr std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<double> >::time_point(std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<double> >&&)
/usr/include/c++/7/chrono:616:14: note:   no known conversion for argument 1 from ‘const double’ to ‘std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<double> >&&’

#include <iostream>
#include <chrono>

namespace yv {
using clock_t = std::chrono::system_clock;
using duration_t = std::chrono::duration<double>;
using time_t = std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>;

namespace fromnumber {
template<class T, class T_time> T_time time(T const& timestamp) {
    return T_time(timestamp);
}
// No specialization

}; // end namespace fromnumber
}; // end namespace yv


int main()
{


    using namespace yv;
    using namespace std;

    yv::time_t t0 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(0.0);
    yv::time_t t1 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(1548675254.0);

    return 0;
}

但是，当我添加具有空定义的模板特化时，它会编译。

#include <iostream>
#include <chrono>

namespace yv {
using clock_t = std::chrono::system_clock;
using duration_t = std::chrono::duration<double>;
using time_t = std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>;

namespace fromnumber {
template<class T, class T_time> T_time time(T const& timestamp) {
    return T_time(timestamp);
}

template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double const&) {
// EMPTY
}

}; // end namespace fromnumber
}; // end namespace yv


int main()
{


    using namespace yv;
    using namespace std;

    yv::time_t t0 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(0.0);
    yv::time_t t1 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(1548675254.0);

    return 0;
}

特化有一个定义，但它甚至不返回一个值。我在这里错过了什么？

编辑： 感谢您的快速回复。下面是一个使用 Howard Hinnant 的 date.h 的更广泛的示例。

#include <iostream>

#include "date/date.h"
//#include <chrono>

//using namespace date;


namespace yv {
using clock_t = std::chrono::system_clock;
using duration_t = std::chrono::duration<double>;
using time_t = std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>;

namespace fromnumber {
template<class T, class T_time> T_time time(T const& timestamp) {
    return T_time(timestamp);
}

// Case 1. Correct specialization, not getting any warnings.
template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double const& t)
{
    return std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>(duration_t(t));
}

// Case 2. Incorrect specialization, compiles and prints the correct datetime but getting a warning
template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double const& t)
{
}

// Case 3. Without the specialization it will not compile, error given above


}; // end namespace fromnumber
}; // end namespace yv

std::ostream& operator<< (std::ostream& outStream, const yv::time_t& t) {
    using namespace date;
    auto t2 = date::floor<std::chrono::milliseconds>(t);
    outStream << date::format("%c", t2);
    return outStream;
}


int main()
{


    using namespace yv;
    using namespace std;

    yv::time_t t0 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(0.0);
    yv::time_t t1 = yv::fromnumber::time<double, yv::time_t>(1548675254.0);

    cout << t1 << endl;
    // expecting: Mon Jan 28 11:34:14 2019
    return 0;
}

情况2的警告：

../try_chrono/main.cpp: In function ‘T_time yv::fromnumber::time(const T&) [with T = double; T_time = std::chrono::time_point<std::chrono::_V2::system_clock, std::chrono::duration<double> >]’:
../try_chrono/main.cpp:21:1: warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]
 }
 ^

不从非 void 函数返回值显然是未定义的行为。但是，我不明白的是，我怎么可能通过空的专业化获得正确的输出？ 我看到它的方式是 case 2 和 case 3 都不正确，不应该在 stdout 上给我正确的结果。

Answer 1

未定义的行为。它编译，你会得到一个巨大的警告，也许会崩溃。或者什么都没有。

你知道你需要这个定义，正如定义所说，它应该返回一个std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>。如果你不这样做，那么你就违反了合同。编译器是这样说的：

warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]

Answer 2

模板特化在它应该返回std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>时没有返回任何东西，导致未定义的行为。

标准在[stmt.return]/2 中明确说明了这一点：

在没有返回语句的情况下从返回值函数（main 除外）的末尾流出是未定义的行为。

Answer 3

在使用调试器单步执行代码后，我发现空定义在编译后返回参数。编译器有效地改变了这一点：

template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double t)
{
}

进入这个：

template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double t)
{
return (std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>) t;
}

这又导致了一个“正确”的二进制文件，因为 std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> 类型的实例在内存中看起来像这样：

name        value          address
t0                         @0x0123456789ab
    __d                    @0x0123456789ab
        __r 1548675254.02  @0x0123456789ab

因此分配正确执行。 但是，对于没有返回参数的非空特化函数，这个怪癖就被打破了。 例如下面的函数不返回(std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>) t：

template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double t)
{
    cout << t << endl;
}

https://stackoverflow.com/a/1610454/2548426 根据这个答案，生成的二进制文件取决于平台、架构和编译器。

正如前面的答案所述，这是未定义的行为。现在我很清楚是什么导致了明显的正确结果。

正确的专业化：

template<> std::chrono::time_point<clock_t, duration_t> time(double t)
{
    return std::chrono::time_point<clock_t, duration_t>(duration_t(t));
}

或

template<> time_t time(double t)
{
    return time_t(duration_t(t));
}