为什么未使用的成员模板功能的类模板实例化失败

Question

这有什么问题：

#include <type_traits>

struct A;

template<typename T>
struct B
{
    template<typename=std::enable_if<std::is_copy_constructible<T>::value>>
    void f1() {}
};

template<typename T>
struct C {};


// Type your code here, or load an example.
int main() {
    // Following fails
    B<A> b;
    // Could use this:
    // b.f1<C>();

    // This complies
    C<A> c;

    return 0;
}

/* This to be in or not doesn't make a difference
struct A
{};
*/

我在这里尝试过：https : //godbolt.org/z/NkL44s，使用了不同的编译器：

• x86-64 gcc 9.2：编译
• x86-64 gcc（trunk）：失败
• x86-64 clang 6.0.0：编译
• x86-64 clang 7.0.0及更高版本：失败
• x64 msvc v19.22：编译
• x64 msvc v19.23（内部测试）：失败

那么，为什么最近有更多的编译器拒绝这样做呢？实例化时B<A>，尚不清楚将以哪种形式f1使用或是否将全部使用。那么为什么编译器会抱怨呢？如果不是f1，如果真的用它成员模板函数只检查？

---

编辑：
如评论中所述，我在上面的代码中无意中犯了一个错误：std::enable_if应该是std::enable_if_t，如在此更正的操场上：https : //godbolt.org/z/cyuB3d

这改变了编译器无误地传递此代码的画面：

• gcc：失败
• lang：失败
• x64 msvc v19.22：编译
• x64 msvc v19.23（内部测试）：失败

但是，问题仍然存在：为什么从未使用过的函数的默认模板参数会导致编译失败？

Answer 1

实例化类模板时B<A>，编译器实例化声明，但不实例化定义B<A>::f1：

类模板特化的隐式实例化导致

• 声明的隐式实例化，但非删除类成员函数、成员类、作用域成员枚举、静态数据成员、成员模板和友元的定义的隐式实例化；和
• [...]

类模板特化的隐式实例化不会导致类成员函数的默认参数或 noexcept 说明符的隐式实例化。

- [临时实例] p3

然而，这仅仅意味着函数体没有被实例化；剩下的就是。如果f1有默认参数，则不会实例化这些参数，但这std::enable_if是默认模板参数，因此此异常不适用。

以下内容被实例化：

template<typename = std::enable_if<std::is_copy_constructible<A>::value>>
void f1() {}

默认模板参数格式错误，因为std::is_copy_constructible需要：

T应是完整类型、cv void或未知边界的数组。

解决方案

在 C++20 中，使用尾随的 require 子句和std::copy_constructible概念：

void f1() requires std::copy_constructible<T> {}

在 C++17 中：

template<typename U = T>
std::enable_if_t<std::is_copy_constructible_v<U>> f1() {}

这是有效的，因为std::enable_if_t依赖于当前函数模板的模板参数，因此 SFINAE 可以按预期发生。

有关更多策略，请参阅std::enable_if 有条件编译成员函数。