c++ - 未使用的函数能否根据 C++14 实例化具有副作用的变量模板？

Question

这是我的代码:

#include <iostream>

class MyBaseClass
{
public:
    static int StaticInt;
};

int MyBaseClass::StaticInt = 0;

template <int N> class MyClassT : public MyBaseClass
{
public:
    MyClassT()
    {
        StaticInt = N;
    };
};

template <int N> static MyClassT<N> AnchorObjT = {};

class UserClass
{
    friend void fn()
    {
        std::cout << "in fn()" << std::endl; //this never runs
        (void)AnchorObjT<123>;
    };  
};

int main()
{
    std::cout << MyBaseClass::StaticInt << std::endl;
    return 0;
}

输出是:

123

...表示MyClassT()尽管如此 fn() 还是调用了构造函数从未被调用。

测试于 gcc和 clang与 -O0 , -O3 , -Os甚至-Ofast

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问题

根据 C++ 标准，这个程序是否有未定义的行为？

换句话说:如果更高版本的编译器设法检测到 fn()永远不会被调用它们能否在运行构造函数的同时优化掉模板实例化？

能否以某种方式使此代码具有确定性，即强制构造函数运行 - 不引用函数名称 fn或模板参数值 123在UserClass之外？

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更新:版主截断了我的问题并建议进一步截断。详细原版可以查看here .

Answer 1

模板实例化是代码的一个函数，而不是任何一种动态运行时条件的函数。举个简单的例子:

template <typename T> void bar();

void foo(bool b) {
  if (b) {
    bar<int>();
  } else {
    bar<double>();
  }
}

两者都是 bar<int>和 bar<double>在这里被实例化，即使foo永远不会被调用，即使 foo仅使用 true 调用.

对于变量模板，具体规则为[temp.inst]/6 :

Unless a variable template specialization has been explicitly instantiated or explicitly specialized, the variable template specialization is implicitly instantiated when it is referenced in a context that requires a variable definition to exist or if the existence of the definition affects the semantics of the program.

在你的函数中:

friend void fn() 
{ 
    (void)AnchorObjT<123>;
};  

AnchorObjT<123>在需要定义的上下文中被引用(无论 fn() 是否被调用，甚至在这种情况下，甚至可以调用)，因此它被实例化。

但是AnchorObjT<123>是一个全局变量，所以它的实例化意味着我们有一个在 main() 之前构造的对象- 当我们输入 main() 时, AnchorObjT<123>的构造函数将已经运行，设置 StaticInt至 123 .请注意，我们不需要实际运行 fn()调用此构造函数 - fn()在这里的作用只是实例化变量模板，它的构造函数在别处调用。

打印 123 是正确的预期行为。

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请注意，虽然该语言需要全局对象 AnchorObjT<123>存在，链接器可能仍然是对象，因为没有对它的引用。假设您的真实程序对该对象执行更多操作，如果您需要它存在，您可能需要对其执行更多操作以防止链接器删除它(例如 gcc 具有 used attribute )。