通過typedef強制模板實例化：在g ++上成功，在Visual C ++上失敗

Question

我想強制模板實例化。
以下代碼在g ++（ http://coliru.stacked-crooked.com/a/33986d0e0d320ad4 ）上有效（打印1 ）。
但是，它在Visual C ++（ https://rextester.com/WGQG68063 ）上打印錯誤的結果（ 0 ）。

#include <iostream>
#include <string>
template <int& T>struct NonTypeParameter { };

//internal implementation
int lala=0;
template <typename T> struct Holder{
    static int init;
};
template <typename T> int Holder<T>::init = lala++;

//tool for user 
template <typename T> struct InitCRTP{ 
    using dummy=NonTypeParameter<Holder<T>::init>;
};

class WantInit : public InitCRTP<WantInit>{};//user register easily
int main(){
    std::cout << lala << std::endl;
}

是Visual C ++編譯器錯誤還是一種未定義的行為？
如果它是Visual C ++錯誤，如何解決（同時仍保持美觀）？

編輯：更改類->結構，建議使用Max Langhof（和很多人）。 謝謝。

賞金原因

通過StoryTeller和Maxim Egorushkin的相反解決方案以及他們的深入討論（謝謝！），這聽起來像是C ++規則的模糊領域。

如果是Visual C ++錯誤，我希望這個問題一定可以報告。

而且，我仍然希望有一個不錯的解決方法，因為此技術對於自定義type-id生成非常有用。 顯式實例化不是那么方便。

注意：我授予Kaenbyou Rin賞金，因為對我來說，這很容易理解。
這並不意味着其余答案不太正確或用處不大。
我仍然不確定哪個是正確的。 讀者應謹慎行事。
為了安全起見，我假設我暫時無法使用該功能。 感謝大家。

Answer 1

肯定有一個編譯器錯誤。 我們可以通過InitCRTP更改InitCRTP來驗證它：

template <typename T, typename = NonTypeParameter<Holder<T>::init>>
struct InitCRTP {
};

現在引用任何InitCRTP<T>專長必須使用Holder<T>::init來確定第二個模板參數。 反過來，這應強制實例化Holder<T>::init ，但是VS不會實例化該實例 。

通常，使用CRTP類作為基礎應該實例化該類內部的所有聲明，包括dummy的聲明。 因此，這也應該起作用。

我們可以進一步驗證。 當用作基礎時，成員函數的聲明與類一起實例化：

template <typename T> struct InitCRTP{
    using dummy=NonTypeParameter<Holder<T>::init>;
    void dummy2(dummy);
};

盡管如此， VC ++還是很固執 。 考慮到所有這些，以及Clang和GCC都表現出的行為，這是一個VC ++錯誤。

Answer 2

class WantInit : public InitCRTP<WantInit>既不實例化InitCRTP<WantInit>::dummy也不對Holder<WantInit>::init實例化，因為程序中實際未使用它們。 代碼中的隱式實例化鏈不需要實例化Holder<T>::init ，請參見隱式實例化 ：

這適用於類模板的成員 ： 除非在程序中使用了該成員，否則不會實例化該成員，並且不需要定義。

解決方法是使用顯式模板實例化 ：

template struct Holder<void>;

這導致Holder<void>及其所有非模板成員都被實例化。

或者，您可以僅實例化Holder<T>::init成員，例如：

static_cast<void>(Holder<void>::init);

---

IMO，gcc和clang過於渴望實例化未引用的內容。 這樣的行為不會破壞或拒絕有效的代碼，因此這幾乎不是錯誤，但是取決於這種特定行為的副作用是脆弱且不可移植的。

Answer 3

讓我們嘗試肯定使用ODR的init成員。

#include <iostream>
#include <string>

int lala=0;
template <typename T> struct Holder{
    static int init;
};
template <typename T> int Holder<T>::init = lala++;

template <typename T> struct InitCRTP{
    InitCRTP() { (void)Holder<T>::init; }
};

class WantInit : public InitCRTP<WantInit>{};
int main(){
    std::cout << lala << std::endl;
    // WantInit w;  <---------------------------- look here
}

現在，如果注釋掉的行未注釋，則程序的結果將更改。 任何對象的IMHO模板實例化狀態或ODR使用狀態都不能取決於是否調用了某些非模板函數（在這種情況下為WantInit構造函數）。 我會說有一種強烈的臭蟲味。

Answer 4

我相信@MaximEgorushkin對dummy對象沒有真正實例化的事實是正確的。

聲明了dummy （因為它是類型別名聲明 ），並且為了聲明該別名，聲明了NonTypeParameter<Holder<T>::init> 。 為了聲明NonTypeParameter<Holder<T>::init> ，必須聲明其模板參數Holder<T>::init ，因此也要聲明Holder<T> 。

該標准要求在實例化模板類時，必須定義其刪除的成員函數。 [溫度規格]

類模板專業化的隱式實例化導致：[...]

-刪除成員函數，無作用域成員枚舉和成員匿名聯合的定義的隱式實例化。

並且對void的引用應導致編譯錯誤。

我們可以使用它來測試特定模板是否專用。

#include <iostream>
#include <string>
template <int& T, typename U> struct NonTypeParameter { 
    U& f() = delete;
};

//internal implementation
int lala = 0;
template <typename T> struct Holder {
    T& f() = delete;
    static int init;
};
template <typename T> int Holder<T>::init = lala++;

//tool for user 
template <typename T> struct InitCRTP {
    using dummy = NonTypeParameter<Holder<T>::init, void>;
};

class WantInit : public InitCRTP<WantInit> {};//user register easily
int main() {
    std::cout << lala << std::endl;
}

由於僅聲明而非實例化NonTypeParameter<Holder<T>::init, void>因此將編譯此代碼。

但是如果我們將class WantInit : public InitCRTP<WantInit>更改class WantInit : public InitCRTP<WantInit>

class WantInit : public InitCRTP<void>

無法在MSVC，g ++和clang中進行編譯。

這是因為NonTypeParameter<Holder<void>::init, void>需要Holder<void>的隱式實例化。

OP遇到的問題完全是由於MSVC對Holder<T>::init被ODR使用不了解：

#include <iostream>

template <int& T> struct NonTypeParameter { };

int lala = 0;

template <typename T> struct Holder {
    static int init;
};

template <typename T> int Holder<T>::init = lala++;

int main() {
    NonTypeParameter<Holder<int>::init> odr;
    std::cout << lala << std::endl;
}

MSVC將輸出0 。 這意味着它沒有意識到Holder<int>::init已被ODR使用。

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