c++ - 为什么以下模板化类成员函数无法编译？

Question

即使 nonexisting_func() 不存在，以下代码也会编译。代码可以编译，因为它是模板类的成员函数，但函数本身没有编译，因为它没有在程序中使用，对吗？那么，heapify_down 中可能存在任何语法错误，并且整个代码仍应编译？

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
class heap
{
public:
   void heapify_down(std::vector<T> &vec)
   {
      nonexisting_func(vec);
   }
};

int main( ) 
{ 
   heap<int> my_heap;
   return 0;
}

如果我上面的理解是正确的，那么为什么下面的代码不能编译？

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
class heap
{
public:
   void heapify_down(std::vector<T> &vec)
   {
      a;
      nonexisting_func(vec);
   }
};

int main( ) 
{ 
   heap<int> my_heap;
   return 0;
}

编译此代码会出现错误错误:使用未声明的标识符“a”。为什么现在要尝试编译 heapify_down() 函数？

Answer 1

模板代码基本上要经过两遍。第一遍仅查看代码并确保其语法正确，并且任何非依赖代码都是正确的。所谓非依赖代码，是指不依赖于模板参数的代码。

之后，在模板实际实例化之后会发生第二次传递。此时，不再有依赖代码，因为所有模板参数都是已知的，并且编译器可以像检查任何非模板代码一样检查代码。

在

void heapify_down(std::vector<T> &vec)
{
    nonexisting_func(vec);
}

对 nonexisting_func 的调用取决于 vec，因为 ADL并且 vec 依赖于 T 因此它的编译被推迟。它在语法上是正确的，因此在实例化之前不会进行任何进一步的检查。如果您将 main 更改为

int main( ) 
{ 
   std::vector<int> foo;
   heap<int> my_heap;
   my_heap.heapify_down(foo);
   return 0;
}

这样 heapify_down 实际上被实例化了，那么你会得到一个编译器错误，比如

main.cpp:22:7: error: use of undeclared identifier 'nonexisting_func'
      nonexisting_func(vec);
      ^
main.cpp:30:12: note: in instantiation of member function 'heap<int>::heapify_down' requested here
   my_heap.heapify_down(foo);
           ^
1 error generated.

使用时也会出现错误

void heapify_down(std::vector<T> &vec)
{
    ::nonexisting_func(vec);
}

因为现在我们不再有不合格的名称，因此 ADL 被忽略，这意味着 ::nonexisting_func 不再是依赖名称。

与

void heapify_down(std::vector<T> &vec)
{
   a;
   nonexisting_func(vec);
}

a 不依赖于 T，因此编译器会尝试查找它。它找不到它，所以你会得到一个错误。如果你这样做了

void heapify_down(std::vector<T> &vec)
{
   this->a;
   nonexisting_func(vec);
}

然后，在实例化该函数之前，您不会收到错误，因为 a 现在取决于 this 并且 this 取决于 T.