静态无法访问的调用会导致未定义的引用错误吗？答案

【问题标题】：Can statically unreachable calls cause undefined reference errors?静态无法访问的调用会导致未定义的引用错误吗？
【发布时间】：2016-07-30 08:01:18
【问题描述】：

考虑以下代码，它对undefinedFunction 进行了无法访问的调用。

void undefinedFunction();

template <bool b = false>
void foo()
{
  static_assert(b == false);
  if (b)
    undefinedFunction();
}

int main()
{
  foo();
}

GCC 毫无怨言地编译和链接它。使用static_assert，很难看出编译器如何做不同的事情，但是标准对此有什么要说的吗？如果static_assert 被删除怎么办？编译器是否有义务删除分支，或者它实际上是否可以发出无法访问的调用指令，导致链接器抱怨？

【问题讨论】：

在一般情况下确定无法访问的代码并非易事......
删除死代码是优化器的工作，而不是代码生成器。如果你当时没有打开它，你打赌，你会让链接器抱怨。该标准没有规定优化器应该如何完成其工作。顺便说一句，很难猜到为什么你自己看不到这个，修改 -O 选项。
我相信这是一个错误。此代码不应编译，因为当模板函数 foo 被实例化时，undefinedFunction 是 odr-used。如果分支不会被评估原因b == false 无关紧要。
@Hans，我确实尝试过优化和不优化，并且 gcc 在这两种情况下都成功构建，但你的观点是有道理的。
它可能没有链接 - 但程序格式错误，不需要诊断，所以它看起来也可以正常工作。

标签： c++ c++11 c++14 template-meta-programming

【解决方案1】：

通常，调用函数 odr 会使用它，但有两个例外：如果它是纯虚拟的，或者如果它没有被潜在评估 ([basic.def.odr]/5)。除非它是未计算的操作数或其子表达式 ([basic.def.odr]/2)，否则可能会计算表达式。未计算的操作数出现在typeid、sizeof、noexcept 和decltype，这些都不适用。因此，只要实例化了foo，就可以使用undefinedFunction，它就是这样。 “静态无法访问”的代码也不例外。

【讨论】：

很好的总结，必须定义可能的符号。如果我没记错的话，不可能在每种情况下都无法确定代码是否无法访问，所以它〜无法保证〜
谢谢你，很好的解释 - 希望我能接受两个答案。
“通常，调用函数 odr-使用它，但有两个例外：如果它是纯虚拟的”.. 这是错误的。即使是纯的，如果调用也需要定义。这是合乎逻辑的：编译器怎么知道函数的作用，否则呢？
@JohannesSchaub-litb 如果所有调用都调度到最终的覆盖器，那么纯虚函数不需要定义。我相信你和我一样清楚这一点。我试图保持答案简短，所以我没有提到纯虚函数以显式限定调用时的例外情况。
@Brian 好的，所以你的答案中“调用函数 foo”的意思是“在函数调用中命名函数 foo”。我没有意识到这一点，我很抱歉。但是，对于非纯虚函数，并不是您在表达式中提到它，这使得它需要一个定义：尽管如此，它们仍然需要一个定义。命名不会以任何方式影响这一点。这样，您的措辞使我感到困惑，因为那里的“纯”似乎是说“纯”会影响函数调用中的处理。但它反而影响了对一个整体定义的先验需求。

【解决方案2】：

根据 C++ 标准§3.2/p4 单一定义规则 [basic.def.odr]（强调我的）：

每个程序都应包含每个非内联的确切定义在该程序中使用 odr 的函数或变量；没有诊断需要。 定义可以显式出现在程序中，它可以可以在标准库或用户定义库中找到，或者（当适当）它是隐式定义的（见 12.1、12.4 和 12.8）。一个内联函数应在它所在的每个翻译单元中定义是 odr 使用的。

模板函数 foo 被实例化 undefinedFunction 是 odr-used（即，需要 undefinedFunction 的定义）。不评估 if 子句并不重要。因此，该程序格式不正确，并且由于不需要诊断，因此它可能会链接，也可能不会链接。

【讨论】：

【解决方案3】：

正如其他人评论的那样，两个单独的步骤有助于实现这一点。无法访问的代码可能会被优化器删除，因此永远不会请求undefinedFunction() 的链接。编译步骤不关心symbols that are not defined（更多关于编译的信息在this community answer）。

这与static_assert 无关。您可以在模板代码中有未定义的引用，这些引用永远不会被初始化，并且编译成功，因为编译器从不考虑代码，它永远不会发出对链接的要求。

如果符号通过并在稍后的某个步骤中被请求，则链接将失败。这与使用模板类编译库时发生的情况相同，然后尝试使用具有未显式初始化类的参数类型的模板，您将使用自行编译好的库获得对类型的未定义引用.

如果您想检查您的编译器是否真的在消除死代码，this answer 详细了解如何在 GCC 中分析死代码。

【讨论】：