为什么我不能在模板 class 中内联定义非模板好友？

Question

MCVE 胜于雄辩：

// int bar();
template <bool B> class Foo {
    friend int ::bar() { return 123; }
};

int main()
{
    Foo<false> f1;
    Foo<true> f2;
}

使用 GCC 6 和 --std=c++14，这给了我：

a.cpp: In instantiation of ‘class Foo<true>’:
a.cpp:9:12:   required from here
a.cpp:3:13: error: redefinition of ‘int bar()’
  friend int ::bar() { return 123; }
             ^~
a.cpp:3:13: note: ‘int bar()’ previously defined here

现在，我不确定标准是怎么说的；但我知道编译器知道 friend 没有在 B 上模板化，它的定义也不使用 B。那么为什么它不能应用 "oh, all inline copies of the same definition of a function are the same" 规则呢？

Answer 1

Now, I'm not sure what the standard says;

这个案例实际上已经在即将发布的 C++17 中用一个例子得到了澄清

[temp.inst]/2 The implicit instantiation of a class template specialization ... [snip] ... for the purpose of determining whether an instantiated redeclaration of a member is valid according to 3.2 [basic.def.odr] and 9.2 [class.mem], a declaration that corresponds to a definition in the template is considered to be a definition. [ Example:

... [snip (another example)] ...
template<typename T> struct Friendly {
  template<typename U> friend int f(U) { return sizeof(T); }
};
Friendly<char> fc;
Friendly<float> ff; // ill-formed: produces second definition of f(U)
— end example ]

无可否认，正如您所指出的，标准的示例确实为每个实例化产生了一个 不同的 定义，但是根据那条规则。

So why can't it apply the "oh, all inline copies of the same definition of a function are the same" rule?

这个问题似乎也适用于更简单的情况：

inline void foo(){}
inline void foo(){}

编译器肯定可以看出定义是相同的，就像编译器可以看出 ::bar 的定义不依赖于 Foo.[=17 的模板参数一样=]

然而，odr 说重新定义的格式不正确。对于 class 模板之外的定义以及由 class 模板实例化引起的定义都是如此。

也许 odr 可以对于您演示的情况放宽，但这需要使用特殊情况规则使标准复杂化，并使编译器复杂化，然后必须分析定义中是否使用了模板参数，所以这样的放宽当然不是没有妥协。

为什么我不能在模板 class 中内联定义非模板好友？

Why can't I inline-define a non-templated friend within a templated class?

c++

templates

inline

friend

language-lawyer