为什么在将 lambda 用于非类型模板参数时 gcc 会失败？

Question

以下片段使用Clang 4.0编译没有错误，但GCC 7.0会产生错误（注意使用-std=c 1z标志）。

using FuncT = int (*)(double);

template <FuncT FUNC>
int temp_foo(double a)
{
    return FUNC(a);
}

int foo(double a)
{
    return 42;
}

void func()
{
    auto lambda = [](double a) { return 5; };

    struct MyStruct
    {
        static int foo(double a) { return 42; }
    };

    temp_foo<foo>(3);
    temp_foo<static_cast<FuncT>(lambda)>(3);
    temp_foo<MyStruct::foo>(3);
}

具体来说，GCC抱怨lambda和嵌套类的方法都没有链接，因此它们不能用作非类型模板参数。

至少对于lambda的情况，我认为Clang是正确的(而GCC是错误的)，因为(引用转换操作符cppreference):

此转换函数返回的值是指向具有C语言链接的函数的指针，调用该函数时，其效果与直接调用闭包对象的函数调用操作符相同。

GCC行为不端吗？

Answer 1

我同意尼尔的回答，并想补充一些信息。他引用了标准中的相关章节（§14.3.2[temp.arg.notype]），该章节表明，不再要求非类型参数具有链接，但这仍然不能说明GCC对于lambda部分表现不好。为此，我们需要显示static_cast

§5.1.5 Lambda表达式【expr.prim.Lambda】：

有趣的是，GCC声称已经在已经发布的版本6中实现了这一点(N4268)(如果你想通过说GCC 7还没有正式发布来原谅GCC的行为，那么也许当它发布时这将被修复):

Language Feature                                               Proposal  Available in GCC?  SD-6 Feature Test
Allow constant evaluation for all non-type template arguments  N4268     6                  __cpp_nontype_template_args >= 201411

所以总而言之，这是GCC中的一个错误。

Answer 2

根据http://en.cppreference.com/w/cpp/language/template_parameters#Non-type_template_parameter，自C 17以来，外部联系似乎不再是一项要求。http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n4296.pdf[temp.arg.nontype]下的C 17草案中也有同样的语言（注意，它与C 14草案的联系不正确）。

可以与非类型模板参数一起使用的模板参数可以是模板参数类型的任何转换常量表达式…

唯一的例外是引用和指针类型的非类型模板参数不能引用/成为的地址

< li >子对象(包括非静态类成员、基子对象或数组元素)； < li >临时对象(包括在引用初始化期间创建的对象)； < li >字符串文字； < Li > typeid的结果； < li >或预定义变量__func__。

关于cppreference的链接也特别提到了C 17之前的函数指针：

在实例化具有非类型模板参数的模板时，以下限制适用：

...

对于指向函数的指针，有效参数是指向具有链接的函数的指针(或计算为空指针值的常量表达式)。

由于你的问题被标为C1z（我们现在应该有一个17的标签，而不是17的标签），我们应该使用第一组规则。您的示例似乎不属于C17的任何异常类别，因此gcc是错误的。

请注意，如果将语言标志更改为14，那么clang不会编译示例。