Question

我正在阅读有关模板的C++14 standard's部分，试图提高我对该主题的理解，并偶然发现了这一特定规则：

§14.1

12模板参数不应由同一范围内的两个不同声明给出默认参数。

[例如：
template<class T = int> class X;
template<class T = int> class X { /∗... ∗/ }; // error  
- 结束示例]

对于我（相对不知情的）阅读，“相同范围”的规范意味着能够在不同范围内声明模板，而不是定义模板。

根据this article on Dr. Dobbs

C ++标识了五种范围：函数，函数原型，本地，命名空间和类。

其中，我的理解是：

功能＆amp; （我假设函数原型，因为它只将函数扩展到声明）scope cannot contain template declarations
本地范围属于功能范围，因此具有与上述相同的限制
你不能（重新）声明该类声明之外的任何类成员。

因此，允许声明超出定义范围的潜在奇怪情况（可能具有更改的默认参数，取决于范围！）似乎完全落在命名空间范围的肩上。我试验了一下：

[Coliru]

命令：

g++ -std=c++1z -O2 -Wall -pedantic -pthread main.cpp && ./a.out

代码：

#include <iostream>

namespace math{ 

    template <int I, int J>
    struct Plus{
        constexpr static int Value_ = I + J;
    };

    template <int I, int J = 5>
    struct Minus; // template declaration.

}

// global-scope template declaration?
//template <int I, int J>
//struct math::Minus; // error: does not name a type (if no declaration @ line 9)
                      // error: invalid use of math::Minus w/o argument list
                      //                             (if declaration @ line 9)


namespace math{

    template <int I, int J>
    struct Minus{
        static int value();
    };

    namespace{ // anonymous namespace

        //template <int I, int J = 5>
        //struct Minus; compiles, but is a declaration of another class,
                       // which I assume hides the math scope class

        // error: incomplete type--I assume this means the above 
        // doesn't declare math::Minus, but math::<anon>::Minus
        //constexpr int twominus5= Minus<2>::value(); 

    } // end anonymous namespace

} // end math namespace

//template <int I, int J>
//class math::Minus; // error: invalid use of math::Minus w/o argument list

template <int I, int J>
int math::Minus<I,J>::value(){return I - J;}


int main()
{
    std::cout 
        << math::Minus<5,1>::value() << std::endl
        << math::Minus<0>::value() << std::endl;
}

输出：

4
-5

...并且在阅读标准的这个小片段之前，声明规则似乎符合我的预期。显然，我的理解在某处是错误的。我怀疑是初次阅读c ++标准的模板默认参数声明子句，还是我错过了一些在原生范围之外声明模板的方法？

当然，像这样的语言的一个奇怪角落（如果它确实存在存在）应该谨慎使用并且非常谨慎，特别是因为它会改变其他地方依赖于部分指定模板的行为。最适用的范围（它是否会导致名称冲突问题？如果在模板定义的范围内有默认参数，那么在没有默认声明的范围内，如果其他完全限定的名称甚至解析怎么样？），但这引起了我的好奇心。

我会使用别名，因为对于所涉及的每个人来说都不那么模棱两可，但正如我上面所说的那样：我现在很好奇这是一个奇怪的语言特征，我完全没有故意使用，或者我想象的非特征

Answer 1

我不确定我是否可以完全理解你的想法，但我认为标准只是使用了过于清晰的措辞。这可能是为了澄清不同范围内的“相同”模板可能具有不同的默认参数。例如：

namespace A
{
    template< int = 42 > struct X;
}

namespace B
{
    template< int = 123 > struct X;

    namespace C
    {
        template< int = 0 > struct X;
    }
}

当然，这些模板不是相同的模板（即使初学者可能一眼就认为这样），但它们是不同的模板。标准的措辞很可能只是为了强调这一点。

您可以使用不同默认值的一个示例是带有using的模板别名：

#include <iostream>
#include <type_traits>

namespace A
{
    template< int I = 42 >
    struct X { static void f() { std::cout << I << std::endl; } };
}

namespace B
{
    template< int I = 0 >
    using X = A::X< I >; 
}

int main()
{
    A::X<>::f();
    B::X<>::f();
    static_assert( std::is_same< B::X<>, A::X<0> >::value, "Oops" );
}

Live example

问题在于，它看起来与您的描述最初匹配，但有趣的是B::X<>和A::X<0>是相同的类型，{{1} } 目前不是与B::X相同的模板。有关详细信息，请参阅this answer。

但是有一个DR（CWG issue 1286）来解决这个问题。不同的默认参数OTOH是DR中提到的问题，因此即使DR将被解析，它也可能不允许使用不同的默认值。

Answer 2

同一模板的不同范围中的不同默认参数的一个示例是在不同的翻译单元中声明它们时：

// x.hpp
template <class T> class X;

// a.cpp
#include "x.hpp"
template <class T = int> class X;

// b.cpp
#include "x.hpp"
template <class T = float> class X;

这里，我们有两个翻译单元创建两个范围，这两个范围都声明相同的实体（类模板X）。在每个全局范围内，我们都有一个带有不同默认模板参数的新X声明。这没关系，因为它们处于不同的范围内。

C ++中模板声明中的范围和默认参数：澄清标准

2 个答案: