Почему шаблоны функций, созданные (неявно) могут использовать необъявленные символы?

Question

У меня есть следующий код:

      template <typename T>
void fun(T t) {
    // foo and bar are not declared yet, but this is okay,
    // because they can be found through ADL for a class type T
    foo(t);
    bar(t);
}

struct A {};

void foo(A);

// implicitly instantiate fun<A>(A), with the point of instantiation being after call_fun
void call_fun() {
    fun(A{});
}

/* implicit instantiation should be here:

template void fun<A>(A t) {
    foo(t); // OK, foo has been declared
    bar(t); // NOT OK, bar has not been declared yet
}
*/

// uncommenting the following explicit instantiation makes the code ill-formed
// template void fun(A);

void bar(A);

См. Обозреватель компилятора.

Здесь есть несоответствие для clang, которое я не понимаю:

• явная реализация невозможного вызова, поскольку она еще не объявлена
• неявное создание экземпляра в том же месте может

GCC и MSVC также компилируются с явным созданием экземпляра, только clang отклоняет его. Однако я не уверен, что компиляция любой версии разрешена стандартом:

Для специализации шаблона функции, специализации шаблона функции-члена или специализации для функции-члена или статического члена данных шаблона класса, если специализация создается неявно, поскольку на нее ссылаются из другой специализации шаблона и контекста, из которого она создается. ссылка зависит от параметра шаблона, точкой создания экземпляра специализации является точка создания охватывающей специализации. В противном случае точка создания экземпляра такой специализации следует сразу за объявлением или определением области пространства имен, которое ссылается на специализацию.

- [темп.точка]/1

является специализацией шаблона функции, поэтому точка создания экземпляра должна следовать сразу за определением. Учитывая это, не имеет смысла вызыватьявляется хорошо сформированным.

Какой компилятор прав? Неужели все они не соответствуют требованиям?

Answer 1

[темп.точка]p7:

Специализация для шаблона функции, шаблона функции-члена или функции-члена или члена статических данных шаблона класса может иметь несколько точек создания экземпляров внутри единицы перевода, и в дополнение к точкам создания экземпляров, описанным выше,

• для любой такой специализации, которая имеет точку создания экземпляра в декларации-seq единицы трансляции, до фрагмента частного модуля (если таковая имеется), точка после декларации-seq единицы трансляции также считается точка создания экземпляра и
• для любой такой специализации, которая имеет точку создания экземпляра внутри фрагмента частного модуля, конец единицы перевода также считается точкой создания экземпляра.

Специализация шаблона класса имеет не более одной точки реализации в единице перевода. Специализация для любого шаблона может иметь точки реализации в нескольких единицах перевода. Если две разные точки создания экземпляра придают специализации шаблона разные значения в соответствии с правилом одного определения, программа является неправильной и никакой диагностики не требуется.

В конце единицы перевода есть вторая точка создания экземпляра (у вас нет фрагмента частного модуля, второй пункт не применяется).

Если бы существовала разница между созданием шаблона функции в любой точке создания экземпляра, программа была бы неправильно сформированным отчетом о недоставке, поэтому компилятор волен выбирать любую точку, не проверяя другую.

Clang предпочитает создавать неявные экземпляры в последней точке создания экземпляра, в конце единицы перевода (что приводит к поиску). Он также предпочитает создавать экземпляры явной специализации непосредственно в первой точке создания экземпляра (в отличие от GCC и MSVC), что приводит к тому, что он не находитbar(A).

У вас есть неправильно сформированная программа NDR, поскольку использование точки создания экземпляра непосредственно после неявного или явного создания экземпляра и точки создания экземпляра в конце единицы трансляции имеют разные значения.