引用的静态转换强制模板实例化，其中不完整类型可以

Question

以下代码无法在gcc 7.3.0和clang 6.0.0上编译（但在MSVC下似乎编译得很好）：

#include <utility>

struct IncompleteType;

template<typename T>
struct Container {
    T value;
};

using Uninstantiatable = Container<IncompleteType>;

auto foo() -> decltype(static_cast<Uninstantiatable const&>(std::declval<Uninstantiatable const&>())) {
    throw 1;
}

我得到的错误是：

<source>:7:7: error: field has incomplete type 'IncompleteType'
    T value;
      ^
<source>:12:24: note: in instantiation of template class 'Container<IncompleteType>' requested here
auto foo() -> decltype(static_cast<Uninstantiatable const&>(std::declval<Uninstantiatable const&>())) {
                       ^
<source>:3:8: note: forward declaration of 'IncompleteType'
struct IncompleteType;
       ^
1 error generated.
Compiler returned: 1

自己在这里试试：https://godbolt.org/g/5AW37K

但是，如果我将第10行替换为

using Uninstantiatable = IncompleteType;

就像@Jarod42提到的，如果删除Container：的定义，它会再次编译http://godbolt.org/g/ue9iwC它看起来像gcc和clang，因此只有在定义了模板类时才实例化它。

在这两种情况下，我只是试图将一个常量ref复制到一个常量ref，所以我希望无论类型是什么，都能这样做，如果类型本身不完整，这确实会起作用。标准是否规定在此触发模板实例化，或者gcc和clang的行为是否不正确？

请注意，上面代码中的模式取自gcc的std::is_constructible实现，当我尝试复制包含带有不完整类型参数的模板类的const ref的元组时触发了错误，所以是的，这发生在实践中。

Answer 1

如果不实例化模板化的类，则不会出现错误。

有

 using Uninstantiatable = IncompleteType;

表示您仅在不完整类型上生成引用。在未定义的类型上有一个引用或指针是可以的，因为编译器只需要在这里生成指针的代码。但如果实例化类：

template<typename T>
struct Container {
    T value;
};

这里你需要的是T的定义，它不是指针或引用，而是类型本身，这里没有定义。因此，编译器无法生成实例，因为它不知道有关的任何信息。

有

decltype(static_cast<Uninstantiatable const&>) 

意味着您实例化了模板，这会导致错误。这与您只需要在该语句中引用这一点无关。它必须生成模板本身的实例，而这是无法完成的，因为那里的“t”不是如上所述的。

Answer 2

根据标准隐式类，只有在需要完整对象时才应执行模板实例化[临时指令]/1：

[...]，当在需要完全定义的对象类型的上下文中引用特化或当类类型的完整性影响程序的语义学时，类模板特化被隐式实例化。

正如Jarod的评论中指出的，如果不提供容器的定义，Unintatiable独立于InCompleteType的完整性，是一个不完整的类型和代码编译。此外，这个static_cast显然独立于对象的完整性。所以我认为这是gcc和clang的编译器错误。