ODR与默认参数为Lambda的唯一类型的交互及跨TU安全性问题

首先看问题中的核心代码示例：

基础定义：每次默认实例化生成新类型 #

template <auto unique = [] {}>
struct UniqueStruct {};
static_assert(!std::is_same_v<UniqueStruct<>, UniqueStruct<>>);

单个翻译单元（TU）内的一致性表现 #

using UniqueAlias = UniqueStruct<>;
static_assert(std::is_same_v<UniqueAlias, UniqueAlias>);

struct UniqueDerived : UniqueStruct<> {};
static_assert(std::is_same_v<UniqueDerived, UniqueDerived>);

问题解答 #

1. 跨翻译单元的安全性：这种用法完全不安全，会导致类型不一致问题。
2. 不同TU的Lambda类型差异：是的，不同TU中为UniqueAlias/UniqueDerived生成的Lambda类型完全不同。根据C++标准，每个Lambda表达式的类型都是独一无二的，哪怕代码完全相同，位于不同TU中的Lambda也属于不同的实体，对应的类型不相等。这意味着TU1中的UniqueStruct<>和TU2中的UniqueStruct<>是两个完全不同的模板实例，它们的类型不相同。
3. 多TU场景的适用性：UniqueAlias和UniqueDerived确实不适用于多TU场景。只有当你显式为UniqueStruct指定一个跨TU可见且类型一致的模板实参（比如全局变量的地址、std::integral_constant枚举值等），此时UniqueStruct<X>在所有TU中才会被实例化为同一个类型，才能安全跨TU使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Joshua Maiche