c++ - 基于数组大小有效性的特化

Question

尝试根据数组大小的有效性进行特化:

// base template
template<int p, typename T = void>
struct absolute {
    operator int () const { return 0; }
};

// positive case template
template<int p>
struct absolute<p, typename std::void_t<int[p]>> {
    operator int () const { return p; }
};

// negative case template
template<int p>
struct absolute<p, typename std::void_t<int[-p]>> {
    operator int () const { return -p; }
};


int main() {
    std::cout << absolute<5>() << std::endl;
    std::cout << absolute<-5>() << std::endl;
    std::cout << absolute<0>() << std::endl;
}

问题#1:

以上代码 works nicely with gcc but fails to compile with clang .

Clang 生成错误: 重新定义模板结构“绝对”

谁是对的？

问题#2:

Both with gcc and with clang (如果我们移除负面特化以将 clang 带回游戏中)，不清楚为什么 absolute<0>()选择基本模板。 There is nothing wrong与 int[0]以及 std::void_t<int[0]>这似乎更专业:

// base template
template<int p, typename T = void>
struct absolute {
    operator int () const { return -1; }
};

// positive case template
template<int p>
struct absolute<p, typename std::void_t<int[p]>> {
    operator int () const { return p; }
};

int main() {
    std::cout << absolute<5>() << std::endl; // 5
    std::cout << absolute<0>() << std::endl; // -1, why not 0?
}

并且...如果只是在没有实现的情况下声明了基本模板，则为:

// base template
template<int p, typename T = void>
struct absolute;

Both gcc and clang would fail to compile , 投诉 不完整类型的无效使用 电话: absolute<0>() .即使它似乎适合特殊情况。

这是为什么？

Answer 1

关于Clang的重定义错误，见this question .

原来是别名模板的模板id，比如std::void_t将简单地替换为它们的别名类型，而不检查替换失败的参数。这被更改为 CWG issue 1558 .这只是将标准更改为要求在要完成的模板参数中替换失败，但并未阐明在替换别名后是否等效的两个模板是否应被视为等效。 Clang 认为它们是等价的，但 GCC 不是。这是开放的CWG issue 1980 .

与 -pedantic-errors GCC 已经报告了一个硬错误

std::cout << absolute<5>() << std::endl;

在特化

template<int p>
struct absolute<p, typename std::void_t<int[-p]>>

因为据说数组大小不是常量表达式。数组的大小必须是类型 std::size_t 的转换后的常量表达式.转换后的常量表达式只能使用非缩小转换。所以 -p是真的与 p = 5转换为 std::size_t不是常量表达式，使得类型 int[-p]格式错误，但我认为这应该导致替换失败，而不是硬错误。 [temp.deduct/8] C++17 标准(草案 N4659)说:

If a substitution results in an invalid type or expression, type deduction fails. An invalid type or expression is one that would be ill-formed, with a diagnostic required, if written using the substituted arguments.

这适用于这里。引用后给出的非规范示例甚至包括负数组大小作为替换失败的示例。

特别奇怪的是对于 absolute<-5>() GCC 不报告等效错误

template<int p>
struct absolute<p, typename std::void_t<int[p]>>

特化，其中 int[p]将评估为 int[-5]它也没有转换后的常量表达式大小。
absolute<0>()选择主模板，因为数组大小需要大于零，这使得部分特化都不可行。零大小数组是一种语言扩展，可以通过 -pedantic-errors 禁用。在 GCC 和 Clang 中。