C++ 是否要求模板声明格式正确？

Question

在 C++ 中，函数模板的类型检查被推迟到调用（实例化）模板函数为止。例如

template<typename T>
int right() {
    return T::f();
}

是合法的 C++ 代码，之后只要类型

right<Foo>()

有一个返回

Foo

的静态方法

，函数调用

int

就是合法的。

我观察到我的 C++ 编译器 (Clang) 可以捕获一些类型错误，只要它们不依赖于模板参数。例如

template<typename T>
int wrong1() {
    return "";
}

无法使用 Clang 16.0.0 进行编译（

char*

与

int

不兼容），即使模板函数从未被调用（实例化）。这就带来了一个问题：C++ 编译器是否要求模板函数声明类型正确（忽略依赖于模板参数的表达式）？或者这只是 Clang 的一个功能，它试图尽早捕获类型错误？

Answer 1

模板定义中的任何非依赖构造，如果在其定义之后立即导致模板的假设实例化为格式错误，则会使程序 IFNDR（格式错误，无需诊断），这意味着没有要求C++ 标准规定了编译器如何处理此类程序。

在这种情况下，即使模板没有实际实例化，编译器也可以立即退出编译并出现错误，或者它可能会忽略它并仅在模板实际实例化时提供诊断。（从技术上讲，它还可以做任何其他事情，例如编译程序但让它以意想不到的方式运行。IFNDR 实际上与所有输入的未定义行为相同。）

还有一些其他情况，可以在定义时检查模板定义的有效性，如果不满足[temp.res.general]/8中列出的某些要求，则导致程序成为 IFNDR。例如，如果模板实际上并未实例化，但模板的任何实例化都将是格式错误的。

但是除了列出的情况之外，编译器不允许退出编译或对可以实例化有效专业化的模板发出诊断。

“非依赖”具有与构造是否依赖于模板参数相关的特定技术含义。有关参考，请参阅标准（草案）中的https://en.cppreference.com/w/cpp/language/dependent_name以及[temp.dep]。

在您的示例中

T::f

是一个依赖名称，但第二个示例中的表达式

""

和返回类型不依赖于（类型/值）。此外，不可能在第二个示例中专门化模板，以便从

""

到

int

返回值的转换格式良好，而在第一个示例中可以定义并传递

的类型这样实例化就会格式良好。

Answer 2

经过一番实验，我发明了这个代码片段

template<typename T>
int wrong2() {
    return [](){}; // error if instantiated: cannot assign lambda to int
}

Clang 16.0.0 不会报告此声明的类型错误，尽管它可能会报告类型错误，因为函数体

wrong2

不依赖于模板参数

并且可以立即进行类型检查，就像在原来的问题。由此可见，C++ 编译器不需要尽早捕获类型错误，尽管我在标准中找不到关于此主题的意见。