转换为指向模板的指针是否会实例化该模板？答案

【问题标题】：Does casting to a pointer to a template instantiate that template?转换为指向模板的指针是否会实例化该模板？
【发布时间】：2012-01-12 19:41:58
【问题描述】：

static_cast<the_template<int>*>(0) - 这是否将 the_template 实例化为 int 类型？

询问的原因是下面的代码，它会在使用 Clang 和 GCC 4.4.5 与 check_error<char>(void*, long) 的未定义引用链接时出错，表明它没有实例化模板。 MSVC 和GCC 4.5.1 但是编译和链接都很好，导致人们相信它确实实例化了模板。但是，如果您省略演员表，MSVC 和 GCC（4.4.5 和 4.5.1）只会在 check_error<char> 上出错（想要的行为），而 Clang 会在两个调用上出错。通常我相信 Clang 会符合要求，但我想知道：

哪个编译器是正确的，标准是怎么说的？

#include <type_traits>

template<class T>
void check_error(void*, long);

template<class T>
struct foo{
  template<class U>
  friend typename std::enable_if<
    std::is_same<T,U>::value
  >::type check_error(foo<T>*, int){}
};

template struct foo<int>;

int main()
{
  check_error<int>(static_cast<foo<int>*>(0), 0);
  check_error<char>(static_cast<foo<char>*>(0), 0);
}

【问题讨论】：

@Matteo：自己写enable_if 和is_same 并不难，这是我在 Comeau 测试时所做的，但后来我注意到与 R.Martinho 所做的相同 - Comeau Online 确实如此不链接。 :(
这看起来像个糟糕的设计。只是远离语言的黑暗角落。你的问题少，别人的问题也少。 :-)
我敢打赌，从一个指针到另一个指针的static_cast 要求底层类型是完整的。如果类型不相关，则强制转换必须失败，如果是，则强制转换必须执行必要的多态转换。
@Alf：但是我喜欢编译/链接时错误而不是运行时错误，这对于我正在编写的应用程序实际上是有意义的（我知道，他们都这么说）。 :(
@KerrekSB 我没有看到任何地方明确说明，但我认为类型必须完整才能确定是否应该可以确定static_cast 的结果。我不清楚是否真的必须实例化模板。

标签： c++ templates c++11 language-lawyer

【解决方案1】：

实例化类模板特化的不是强制转换，而是函数调用，因为参数触发了 ADL。实例化完成是因为它的完整性可能会影响程序的语义。

众所周知，clang 不遵循这里的规范，并且我前段时间发送了一个 PR。见http://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=9440

【讨论】：

当。有什么方法可以在这里实现我想要的吗？如果某个模板尚未实例化，则编译器/链接器错误？
另外，任何标准报价？还是@Dave 已经有了正确的？
@Xeo 相关的文字是他所做的没有加粗:) 是“或者当类类型的完整性影响程序的语义时”。请注意，这在 14.7.1p5 重复，但插入了 might 一词 - “可能会影响程序的语义”。这样做是因为在实例化之前，编译器无法知道语义是否会受到实例化的影响——它只有在事后才知道:)
@JohannesSchaub-litb 我更改了粗体部分

【解决方案2】：

n3242 §14.7.1/1

除非类模板特化已显式实例化 (14.7.2) 或显式特化 (14.7.3)， 当在上下文中引用特化时，类模板特化被隐式实例化当类类型的完整性影响语义时，需要完全定义的对象类型或 类模板特化的隐式实例化导致隐式类成员函数的声明的实例化，但不是定义或默认参数的实例化，成员类、静态数据成员和成员模板；它会导致隐式实例化成员匿名工会的定义。除非是类模板或成员模板的成员已被显式实例化或显式特化，成员的特化被隐式实例化当在需要成员定义存在的上下文中引用特化时；在特别是，静态数据成员的初始化（以及任何相关的副作用）不会发生，除非静态数据成员本身的使用方式需要静态数据成员的定义存在。

在我看来，static_cast 需要声明的实例化，而不是定义的实例化（因为您只是在处理指针）。

n3242 §14.6.5/1

Friend 类或函数可以在类模板中声明。当一个模板被实例化时，其朋友的名称被视为在其实例化时已明确声明了特化。

我认为它应该链接，但也许其他人可以比我解释得更好。

【讨论】：