格式良好的程序包含格式错误的模板成员函数？

Question

在下面的代码片段中,我很困惑为什么定义Wrapper::f() const不会使我的程序格式错误¹虽然它调用非可变成员变量的非const成员函数:

// well-formed program (???)
// build with: g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -Werror -pedantic
template<class T> struct Data { void f() {} };

template<class T> struct Wrapper
{
    Data<T> _data;
    void f() const { _data.f(); } // _data.f(): non-const!
};

int main()
{
    Wrapper<void> w; // no error in instantiation point?
    (void) w;
}

demo²

另一方面,如果Data是非模板类³,则我的编译器会发出诊断信息:

// ill-formed program (as expected)
// build with: g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -Werror -pedantic
struct Data { void f() {} };

template<class T> struct Wrapper
{
    Data _data;
    void f() const { _data.f(); } //error: no matching function for call to 'Data::f() const'
};

int main()
{
    Wrapper<void> w;
    (void) w;
}

demo

我觉得答案将包含诸如"演绎的上下文"之类的表达......但我真的无法确定标准的确切部分,以表示这种行为.

是否有语言律师在此事上启发我？

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注意:
¹⁾但如果我尝试有效地呼叫, 我会收到错误Wrapper<T>::f() const.
²⁾我已编译-std=c++17但这不是特定于C++ 17,因此没有特定的标记.
³⁾在这个答案中,@ Baum mit Augen引用[N4140, 14.7.1(2)]:

当在需要成员定义存在的上下文中引用特化时,隐式实例化成员的特化

但是这里的编译片段(#2)void f() const { _data.f(); }失败了,尽管它的"专门化从未在需要成员定义存在的上下文中引用".

Answer 1

代码片段 #2 格式不正确。

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正如这个答案Wrapper::f中已经指出的，只要可以生成有效的专业化， 的模板定义就是格式良好的（因此不会发出诊断） 。

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\xc2\xa717.7/8 [temp.res]状态：

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知道哪些名称是类型名称可以检查每个模板的语法。如果出现以下情况，则程序格式错误，无需诊断：

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• 无法为模板或模板内 constexpr if 语句的子语句生成有效的专业化，并且模板未实例化，或者 [...]
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由于\xc2\xa717.7.1/2 [temp.inst]Wrapper<void>::f中的规则，这两个代码片段都没有被实例化：

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类模板特化的隐式实例化会导致声明的隐式实例化，但不会导致定义的隐式实例化，[...]。

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（强调是我做的）

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但现在 \xc2\xa717.7/8 开始工作：如果没有实例化，并且不存在模板定义Wrapper::f有效的生成的专业化（这是片段 #2 的情况，对于每个生成的专业化Wrapper<T>::f，将在成员的函数non-const内部const执行调用），程序格式错误并发出诊断信息。

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但由于诊断不是强制性的（请参阅上面的 \xc2\xa717.7/8），GCC 可以拒绝代码段 #2，而VS和clang都可以完美地编译相同的代码。

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Data然而，对于代码片段 #1，您可以为where Data::fis提供用户定义的专业化const（例如Data<void>::f）。因此，有效的、生成的特化Wrapper::f是可能的，即Wrapper<void>::f。所以总而言之，代码段 #1 格式正确，代码段 #2 无效；所有编译器都以符合标准的方式工作。

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