Visual Studio 2013编译成功但有明显错误。

Question

我是使用Visual Studio Professional 2013的。我遇到了一个相当奇怪的问题。通常人们会发布有关错误的文章，而我在这里发布的是没有错误的情况。

我编写了一个自定义矩阵类（为了完成作业）。 我已覆盖了分配运算符，如下所示：

template<typename T>
Matrix<T>& Matrix<T>::operator=(const Matrix<T> &other) {
    if (this != &other) {
        if (this->mRows != other.mRows || this->nColumns != other.nColumns) {
            deleteMatrixArray();
            this->mRows = other.mRows;
            this->nColumns = other.nColumns;
            newMatrixArray();
        } // else reuse the existing array
        // copy contents
        for (unsigned int i = 0; i < this->mRows; i++) {
            for (unsigned int j = 0; j < this->nColumns; j++) {
                this->matrix[i][j] = other.matrix[i][j];
            }
        }
    }
    return *this;
}

我最近修改了newMatrixArray()方法，使其接受一个布尔参数：

template<typename T>
void Matrix<T>::newMatrixArray(bool init) {
    this->matrix = new T*[this->mRows];
    for (unsigned int i = 0; i < this->mRows; i++) {
        if (init) {
            this->matrix[i] = new T[this->nColumns]();
        } else {
            this->matrix[i] = new T[this->nColumns];
        }
    }
}

然而，即使是在这种情况下，Visual Studio 仍然可以成功编译... 除非...

#include "Matrix.h"

int main() {

    Matrix<int> matrix;

    Matrix<int> otherMatrix;
    otherMatrix = matrix;

    return 0;
}

我编写了一些使用重载赋值运算符的代码。这让我很担心，因为我不知道还有什么其他问题，而 Visual Studio 没有提醒我！

出现了什么情况？

更多信息：
正如您所见，我正在使用模板。所有 Matrix 代码都在 Matrix.h 文件中 - 声明后跟定义。当使用模板时，这是必需的。Matrix 类是我目前项目中唯一的类，除了 main.cpp 文件以外。我已经检查并确保声明和定义匹配。

来源：Praetorian
编辑：（解决方案）
您可以使用：

template class NameOfClass<NameOfType>;

为了针对特定类型编译模板类。

你还可以使用：

template ReturnType NameOfFunction(Args ... );

编译具有模板参数的类外方法。

这些应放置在全局范围内。

- Bradley Odell

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请提供一个完整但最小的示例，以便读者可以尝试。 - Cheers and hth. - Alf

这并不是错误的行为，类模板的成员函数只有在使用时才会实例化。如果您想强制实例化，则可以在 main.cpp 的全局范围内显式实例化 Matrix<int>，添加一行 template class Matrix<int>;。然后，即使没有 otherMatrix = matrix; 赋值，您的代码也无法编译。 - Praetorian

看起来与 这个问题 非常相似，基本上只有在尝试使用它时才会失败。 - Retired Ninja

@Praetorian 谢谢！这揭示了类方法实现中的几个错误。我还重载了输入/输出运算符，但它们是“外部”的类，仍未得到检查。 :( 我想我必须手动使用它们才能使它们编译。 - Bradley Odell

@BradleyOdell 你也可以使用函数模板做同样的事情，所以像 template std::ostream& operator<<<int>(std::ostream&, Matrix<int> const&); 这样的东西。 - Praetorian

@Praetorian 你是最棒的 :) - Bradley Odell

Answer 1

您说：

这让我担心，因为我不知道还有什么可能出问题，而且Visual Studio没有告诉我！

这是怎么回事？

编译器的行为并没有问题。如果一个类模板的成员函数没有被使用，那么该函数就不会被实例化。无论函数是否被实例化，某些错误都会报告，如括号不匹配，但其他错误（如您提到的错误）只有在函数被实例化时才会报告。请放心。

- R Sahu

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@n.m.，我快速浏览了与模板实例化相关的标准部分，但没有找到任何可以证明MSVC行为不符合标准的确定性证据。我会更仔细地查看。 - R Sahu

抱歉，那是我的错误。我所考虑的错误在这里并不相关。newMatrixArray是一个依赖名称，因此不应该被检查。问题在于MSVC甚至对于非依赖名称也不进行检查。 - n. m.

Answer 2

标准基本要求在声明时执行大多数检查。只有无法在此时执行的检查才会推迟到实例化时进行。后者涉及到的是涉及到依赖名称的检查。详细解释请参见这里。

由于newMatrixArray是依赖性的，因此直到实例化时才会进行检查。如果成员函数从未被使用，则不会被实例化。

这个规则的原因是依赖名称的含义在模板参数未知时并不完全清楚。

（至少某些版本的）MSVC的问题在于，即使是非依赖性的名称也要等到实例化时才进行检查。您可以尝试编译此程序以检查您的编译器是否受到影响。如果编译成功，则存在错误。

- n. m.

Answer 3

如果模板中的某些内容没有被使用，它也不会被（完全）解析，并且不会出现错误。
这基本上必须是这样的，这不是 VS 的 bug，而是符合规范的行为。
考虑以下情况：

template<typename T>
class X
{
public:
    void work_always(const T&) {}
    void requires_copyable(T) {}
};

如果您在不可复制的类型上实例化它，只要您仅使用work_always，它仍然可以正常工作。

标准库甚至使用了这个方法，例如需要T是默认可构造的向量调整大小，但是向量仍然可以用于不是这样的类型，只要您不调用任何需要它的方法。

当然，这使得模板测试有点困难，您必须确保使用所有内容。

- sp2danny