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模板类的特殊成员函数（特别是复制/移动构造函数和复制/移动赋值运算符）何时实例化？一旦类本身被实例化，还是仅在需要它们时？

这出现在以下情况：

template <class T, class U>
struct pair
{
    T first;                 
    U second;                

    pair() : first(), second() {}

    pair(const pair&) = default;
};

struct S
{
    S() {}
    S(const S&) = delete;
    S(S&&) = default;
};

int main()
{
    pair<int, S> p;
}

Clang 拒绝编译此代码，出现以下错误：

test.cpp:9:5: error: the parameter for this explicitly-defaulted copy constructor is const, but a member or base requires it to be
      non-const
    pair(const pair&) = default;
    ^
test.cpp:21:18: note: in instantiation of template class 'pair<int, S>' requested here
    pair<int, S> p;
                 ^

建议它在实例化类后立即尝试实例化复制构造函数。

然而，GCC 可以很好地编译代码，这表明它只会在实际需要时尝试实例化复制构造函数。

哪个编译器的行为是正确的？

（赋值运算符也有类似的差异。）

更新：这与pair此示例中的复制构造函数是defaulted 的事实有关，因为如果我将其定义更改为

pair(const pair& p) : first(p.first), second(p.second) {}

然后代码也会通过clang。

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查看当前 C++11 标准的第 14.7.1 节。引用草案的 n3242 版本：

类模板特化的隐式实例化导致类成员函数、成员类、静态数据成员和成员模板的声明的隐式实例化，而不是定义或默认参数的隐式实例化；它会导致成员匿名联合的定义的隐式实例化。除非已显式实例化或显式特化类模板或成员模板的成员，否则当在需要成员定义存在的上下文中引用特化时，会隐式实例化成员的特化；尤其是，

因此，这意味着，当您将类用作上述类型时，仅使用它实例化声明。因此，不应实例化复制构造函数的实际（默认）实现，因为在上面的代码中不需要它。所以 GCC 正确地处理了这个问题，而 Clang 没有。

您的编辑还表明，Clang 过早地为默认复制构造函数生成实现，因为您直接实现的复制构造函数也是错误的（您不能S像在自己的实现中那样调用复制构造函数）。由于默认实现和您的实现在所有方面都应该相同（包括实例化时间），我认为这是一个 clang 错误。

于 2012-04-29T09:08:44.213 回答
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标准的相关段落是[dcl.fct.def.default]/1：

显式默认的函数应 [...] 具有相同的声明函数类型（除了可能不同的 ref 限定符以及在复制构造函数或复制赋值运算符的情况下，参数类型可能是“引用非-const T"，其中T是成员函数的类的名称) 就好像它已被隐式声明

即使从未使用过默认功能，此规则也适用。现在，[class.copy]/9 说：

隐式声明的复制构造函数将具有以下形式

X::X(const X&)

如果 [...] 的所有非静态数据成员X都属于类类型M[...]，则每个此类类型都有一个复制构造函数，其第一个参数的类型为const M&or const volatile M&。

否则，隐式声明的复制构造函数将具有以下形式

X::X(X&)

因此，这样的示例格式不正确（并且应该产生您所看到的诊断）：

struct A {
  A();
  A(A&); // Note, non-const type A in copy constructor
};
template<typename T>
struct B {
  T t;
  B();
  B(const B&) = default;
};
B<A> b; // error, B<A>::B(const B&) is defaulted but has the wrong type

但是，在您的示例中，此规则不适用。由于 clang 错误（已修复），已删除的复制构造函数被错误地认为具有非常量参数类型，从而导致此错误。

于 2012-04-29T21:45:54.317 回答