C++类型漏洞解释

Question

一个简单的问题：能否有人解释一下这段代码是如何工作的？（来自这里https://alexpolt.github.io/type-loophole.html）

#include <string>
#include <type_traits>

template<int N> struct tag{};

template<typename T, int N>
struct loophole_t {
  friend auto loophole(tag<N>) { return T{}; };
};

auto loophole(tag<0>);

int main() {

sizeof( loophole_t<std::string, 0> );
    
static_assert(std::is_same< std::string, decltype( loophole(tag<0>{}) ) >::value);

}

看起来 sizeof( loophole_t<std::string, 0> ); 影响编译器的全局状态。我的意思是，如果我们删除这行代码，static_asserts 将会失败。C++允许这种情况吗？

更新： 刚刚意识到它取决于编译器甚至编译器版本。 在任何GCC >=8（可能也适用于早期版本）中都可以很好地工作。 在clang >= 10中无法编译，但在clang 7.0中可以正常工作。

所以我的真正问题是：这是编译器 bug 还是标准行为？

- Dmitry

---

@Dmitry 运行正常。 - Asteroids With Wings

@Dmitry 因为您试图使用相同的标签“保存”两种类型。我相信这是有意设计的。 - Asteroids With Wings

这实际上很有趣，与在类定义内首次声明朋友时的作用域有关。我不知道Clang是否正确。 - Asteroids With Wings

进一步证明了clang中friend的普遍bug问题 - Asteroids With Wings

哦，是的，这就是它 https://godbolt.org/z/Os2oGo - Dmitry

Answer 1

它引起模板特化loophole_t<std::string, 0>的实例化。

作为一个带有friend函数的类模板（请记住，friend不是成员），这也在全局命名空间中引入了该函数。

该函数可以被拼写为std::string loophole(tag<0> unusedParam);。

它除了在之后进行一次可抛弃的sizeof之外，并没有直接用于任何其他目的，只是通过decltype检索其返回类型并将其与std::string进行静态断言比较（这预计会通过演示方式）。

作者已经在表达式tag<0>中“存储”了std::string。有点。

如果您编写了更多内容：

sizeof( loophole_t<std::string, 0> );
sizeof( loophole_t<int, 1> );
sizeof( loophole_t<char, 2> );

如果不小心在代码中定义了太多函数，就会导致很多函数处于作用域内，这些函数可能会被拼写错误：

std::string loophole(tag<0> unusedParam);
int loophole(tag<1> unusedParam);
char loophole(tag<2> unusedParam);

现在你可以看到函数声明为每个标签“存储”了一个类型。我们可以使用标签“访问”这些类型：

decltype(loophole(tag<0>{})) thisIsAString = "lol";
decltype(loophole(tag<1>{})) thisIsAnInt = 42;
decltype(loophole(tag<2>{})) thisIsAChar = '!';

我不知道这有什么实际好处。但如果你非常需要它，你可以：

using MyTypes = std::tuple<std::string, int, char>;

然后使用更加通俗易懂的方式来提取类型为N的值

- Asteroids With Wings

---

回复：“实际好处”：反射。例如，获取结构体成员的类型。否则，你会怎么做呢？ - pmor