Clang和GCC误导模板参数

Question

我不擅长C ++，因此这可能是新手错误。 我正在尝试创建一个异构链表类型，其中每个节点的类型以及其余列表的类型在每个节点中都是已知的。

这是一个SSSCE：

#include <utility>

template<typename T, typename... Rest>
struct hnode {
    T data;
    hnode<Rest...>* next;
};

template<typename T>
struct hnode<T> {
    T data;
    std::nullptr_t next;
};

template<typename T, typename... Rest>
hnode<T> hcons(T&& val, std::nullptr_t) {
    return { std::forward<T>(val), nullptr };
}

template<typename T, typename... Rest>
hnode<T, Rest...> hcons(T&& val, hnode<Rest...>& next) {
    return { std::forward<T>(val), &next };
}

int main() {
    hnode<int> three = hcons(1, nullptr);
    auto two = hcons("hi", three);
}

但是，GCC给我该代码的错误：

test.cc: In function ‘int main()’:
test.cc:28:29: error: no matching function for call to ‘hcons(const char [3], hnode<int>&)’
 auto two = hcons("hi", three);
                             ^
test.cc:28:29: note: candidates are:
test.cc:17:10: note: template<class T, class ... Rest> hnode<T> hcons(T&&, std::nullptr_t)
 hnode<T> hcons(T&& val, std::nullptr_t) {
          ^
test.cc:17:10: note:   template argument deduction/substitution failed:
test.cc:28:29: note:   cannot convert ‘three’ (type ‘hnode<int>’) to type ‘std::nullptr_t’
 auto two = hcons("hi", three);
                             ^
test.cc:22:19: note: hnode<T, Rest ...> hcons(T&&, hnode<Rest ...>&) [with T = const char (&)[3]; Rest = {int, Rest}]
 hnode<T, Rest...> hcons(T&& val, hnode<Rest...>& next) {
                   ^
test.cc:22:19: note:   no known conversion for argument 2 from ‘hnode<int>’ to ‘hnode<int, Rest>&’

Clang稍微简洁一些，但仍不足以帮助我修复它：

test.cc:28:12: error: no matching function for call to 'hcons'
auto two = hcons("hi", three);
           ^~~~~
test.cc:17:10: note: candidate function [with T = char const (&)[3], Rest = <>] not viable: no known conversion from 'hnode<int>' to 'std::nullptr_t' (aka 'nullptr_t') for 2nd argument
hnode<T> hcons(T&& val, std::nullptr_t) {
         ^
test.cc:22:19: note: candidate template ignored: substitution failure [with T = char const (&)[3], Rest = <>]: too few template arguments for class template 'hnode'
hnode<T, Rest...> hcons(T&& val, hnode<Rest...>& next) {
                  ^              ~~~~~
1 error generated.

这似乎不可思议，因为它演绎Rest是<>时，应明确是<int> ，它说，这是<int>上面用线no known conversion from 'hnode<int>' to 'std::nullptr_t' 。 我犯了什么错误？

Answer 1

尽管galop1n的答案是有效的解决方法，但它不能解决代码中的实际问题。

尽管我不是C ++语言律师或其他任何人，但是我在SO的某处读到模板匹配是一个相当严格的过程。 反思原始代码：在hcons函数中，您要求编译器next其匹配（应该是hnode<typename...>类型）与hnode<typename, typename...> 。 可以想象，这并不是完全匹配。 它也与您的1个参数专业化（即hnode<typename>不匹配。

为了使您的代码编译，您只需要更改1件事，那就是提供一个空的hnode声明以接受可变数量的模板参数，并将其专门用于1参数版本和多参数版本：

#include <utility>

// empty declaration with variable number of arguments
template<typename...>
struct hnode;

// specialization for 1 template argument
template<typename T>
struct hnode<T> {
    T data;
    std::nullptr_t next;
};

// specialization for multiple template arguments
template<typename T, typename... Rest>
struct hnode<T, Rest...> {
    T data;
    hnode<Rest...>* next;
};

template<typename T>
hnode<T> hcons(T&& val, std::nullptr_t) {
    return { std::forward<T>(val), nullptr };
}

template<typename T, typename... Rest>
hnode<T, Rest...> hcons(T&& val, hnode<Rest...>& next) {
    return { std::forward<T>(val), &next };
}

int main() {
    hnode<int> three = hcons(1, nullptr);
    auto two = hcons("hi", three);
}

现在，您的hcons函数可以完全匹配hnode<typename...> ，并将实例化相应的专业化。 乙二酮的POC

众所周知，Visual Studio的编译器在与模板相关的内容上有些松懈，所以这可能就是为什么它接受原始代码的原因。

从这个相关问题中可以发现，事实证明这是GCC和Clang中的错误，因此VS是正确接受您代码的代码。

另外，作为一个侧面说明：通过删除std::nullptr_t在你的论点1专业化成员hnode ，可以节省一点点内存。

Answer 2

不知道为什么，但是由于hnode具有至少一个模板参数，因此可以：

#include <utility>

template<typename T, typename... Rest>
struct hnode {
    T data;
    hnode<Rest...>* next;
};

template<typename T>
struct hnode<T> {
    T data;
    std::nullptr_t next;
};

template<typename T>
hnode<T> hcons(T&& val, std::nullptr_t) {
    return { std::forward<T>(val), nullptr };
}

template<typename T, typename S, typename... Rest>
    hnode<T, S, Rest...> hcons(T&& val, hnode<S, Rest...>& next) {
    return { std::forward<T>(val), &next };
}

int main() {
    hnode<int> three = hcons(1, nullptr);
    auto two = hcons("hi", three);
    auto one = hcons(5.14f, two);
}

在您的版本上，一旦找不到最佳匹配，通常编译器会列出所有候选对象。 真正的问题仍然存在，为什么clang在模板参数包推导上是错误的...

Visual Studio 2013在两个版本（带有和不带有S）上都成功，但是在const char（*）[3]的前面却失败了，我用int代替了测试…

我不知道是Clang还是Visual，是对的，但在此处填写错误报告可能是一个好主意。