使用模板在 size_t 和 int 之间进行隐式类型转换

Question

我有这个编译时序列生成class（取自here，并稍微修改了一下）：

#include <cstddef>

template <int...>
struct sequence {};

template <int... Ns>
struct generator;

template <std::size_t Count, int... Ns>  // XXX (read below)
struct generator<Count, Ns...> {
    using type = typename generator<Count - 1, Count - 1, Ns...>::type;
};

template <int... Ns>
struct generator<0, Ns...> {
    using type = sequence<Ns...>;
};

template <std::size_t N>
using sequence_t = typename generator<N>::type;

int main() {
    sequence_t<5> a;
    return 0;
}

这在 Visual Studio 下编译得很好（即使使用 /permissive- 开关）。但它在 GCC 下抛出错误：

g++: error: template argument '(int)Count' involves template parameter(s)
g++:  struct generator<Count, Ns...> {
...

它在 Clang 下也会抛出错误：

clang++: error: ambiguous partial specializations of 'generator<0, 0, 1, 2, 3, 4>'
clang++:    using type = typename generator<Count - 1, Count - 1, Ns...>::type;
...
clang++: note: partial specialization matches [with Count = 0, Ns = <0, 1, 2, 3, 4>]
clang++: struct generator<Count, Ns...> {
clang++:
clang++: note: partial specialization matches [with Ns = <0, 1, 2, 3, 4>]
clang++: struct generator<0, Ns...> {

将标记行（标记为XXX (read below)）中的size_t类型改为int后，大家可以正确编译此示例代码。

在这种情况下谁是对的？ Visual Studio 因为它编译代码，还是 GCC+Clang 因为它不允许编译？

为什么Visual Studio能够编译出样例呢？它有比其他编译器更宽松的隐式转换规则吗？还是有其他原因？任何 link 指向可以帮助我解码这些错误消息的文档也将不胜感激 :)

Answer 1

这是由于活动语言缺陷CWG issue 1647:

The Standard appears to be silent on whether the types of non-type template arguments in a partial specialization must be the same as those of the primary template or whether conversions are permitted

There is implementation variance in the treatment of this...

所以这里没有正确的编译器，因为标准中没有明确要求如何处理此类专业化。

请注意，由于不同的原因，GCC 和 Clang 出现分歧并导致此示例失败。演示：https://gcc.godbolt.org/z/41cbPePPW

Clang 不能偏爱两个专业之一：

error: ambiguous partial specializations of 'generator<0, 0, 1, 2, 3, 4>'

并且 GCC 完全忽略了专业化 struct generator<Count, Ns...> 尝试实例化主模板并由于缺少其定义而失败：

error: invalid use of incomplete type 'struct generator<5>'

在 GCC 中，2014 年报告了相应的错误 (https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=60679)，目前处于等待 C++ 标准澄清的状态。

如问题所说，这里把size_t换成int最好，解决所有问题，demo:https://gcc.godbolt.org/z/fY9hxsT7P

使用模板在 size_t 和 int 之间进行隐式类型转换

Implicit type conversion between size_t and int using templates

c++

template-specialization

language-lawyer

implicit-conversion

variadic-templates