类模板成员函数的显式实例化声明是否会导致类模板的实例化？

Question

[dcl.spec.auto]/14国[强调我的]:

显式实例化声明不会导致使用占位符类型声明的实体的实例化，但也不会阻止根据需要对该实体进行实例化以确定其类型。[示例：

template <typename T> auto f(T t) { return t; }
extern template auto f(int);    // does not instantiate f<int>
int (*p)(int) = f;              // instantiates f<int> to determine its return type, but an explicit
                                // instantiation definition is still required somewhere in the program

-结束示例]

和[temp.explicat]/11声明[强调我的]:

template <class T>
struct Foo {
    static const auto& foo() { static T t; return t; }
};

// explicit instantiation declarations
extern template const auto& Foo<void>::foo();
extern template const auto& Foo<int>::foo();

int main() {}

现在，考虑我们是否在类模板foo中的friend声明中定义了friend函数：

template <class T>
struct Foo {
    static const auto& foo() { static T t; return t; }
    friend void bar() { }
};
void bar();

如果在同一翻译单元中实例化了foo的多个专门化，则将违反[basic.def.odr]/1：

任何翻译单元不得包含任何变量、函数、类类型、枚举类型或模板的一个以上定义。

template <class T>
struct Foo {
    static const auto& foo() { static T t; return t; }
    friend void bar() { }
};
void bar();

extern template const auto& Foo<void>::foo();
extern template const auto& Foo<int>::foo();

int main() {}

铿锵

错误：重新定义条形图

注意：在实例化模板类foo 时，此处请求:extern template const auto&foo ::foo()；

但是我从来没有请求（或者afaict使用这些专门化的方式）将foo 或foo 专门化实例化。

因此，对于这个问题：

• 上面的程序（与朋友一起）是格式良好的吗？还是编译器实例化类模板专门化并随后拒绝该程序是正确的？

_{(1)注意，即使foo()没有使用占位符类型声明，同样的问题（和编译器行为）也适用，但是我们将无法依赖[dcl.spec.auto]/14的明确性，但我们可能不需要。}

_{(2)由于在friend声明中定义的friend是内联的，我们实际上可能会在不同的翻译单元中实例化不同的专门化，并且仍然尊重ODR，但这与本讨论无关。}

Answer 1

类模板必须实例化的论点是，声明匹配可能需要知道关于类的明显需要实例化的事情。考虑简化的示例

template<class T>
struct A {void f(T) {}};

extern template void A<int>::f(int);

要知道成员函数是否存在，我们必须在类模板中实例化声明，通常我们不能在不实例化整个类的情况下这样做：参数类型可能依赖于类模板中的任何其他声明，我们可能需要考虑多个重载，甚至需要进行模板参数推导，以确定f是指哪个f。人们可以争辩说，只有当这些情况中的一种确实存在时，才应该进行实例化，这偏离了CWG2的领域（在那里，实例化显然是不可能的），但其思想是，原则上，为了决定这些问题，实例化是必要的，因为我们只是不尝试首先检查模板本身。