C++20模板推导分歧：b{d{}}构造的编译器行为差异咨询

问题描述 #

我认为b{d{}}的构造应触发编译错误，因为b的模板构造函数受约束限制不可行。但GCC和MSVC接受该代码，推导b为b<int>而非b<d>，这与我理解的隐式推导指南template<typename T> b(T) -> b<T>不符。请问应信任哪个编译器？C++20标准对此行为有何规定？

代码示例 #

template<typename T>
struct b {
    b() = default;
    b(T) requires false {}
};
struct d : b<int> {};
inline constexpr auto z = b{d{}};

Clang报错信息 #

<source>:7:27: error: no matching constructor for initialization of 'b<d>'
    7 | inline constexpr auto z = b{d{}};
      |                           ^~~~~~
<source>:2:8: note: candidate constructor (the implicit copy constructor)
not viable: no known conversion from 'd' to 'const b<d>' for 1st argument
    2 | struct b {
      |        ^
<source>:2:8: note: candidate constructor (the implicit move constructor)
not viable: no known conversion from 'd' to 'b<d>' for 1st argument
    2 | struct b {
      |        ^
<source>:4:5: note: candidate constructor not viable: constraints not satisfied
    4 |     b(T) requires false {}
      |     ^
<source>:4:19: note: because 'false' evaluated to false
    4 |     b(T) requires false {}
      |                   ^
<source>:3:5: note: candidate constructor not viable: requires 0 arguments,
but 1 was provided
    3 |     b() = default;
      |     ^

解答 #

编译器正确性判定 #

GCC和MSVC的行为符合C++20标准，Clang在此场景下存在实现错误。

标准依据与行为解释 #

C++20标准中，类模板推导（CTAD）的候选函数集不仅包含用户定义构造函数对应的隐式推导指南，还包括类模板特化的隐式生成构造函数（如拷贝、移动构造函数）对应的推导指南：

1. 对于b<T>的隐式拷贝构造函数b(const b<T>&)，会生成对应的隐式推导指南：template<typename T> b(const b<T>&) -> b<T>。
2. 当用d{}初始化b实例时，d作为b<int>的派生类，可以隐式转换为const b<int>&，因此上述拷贝构造函数对应的推导指南会推导出T=int。
3. b<int>的拷贝构造函数不受requires false约束（该约束仅作用于用户定义的b(T)构造函数），因此这个推导路径是完全可行的。

Clang的错误在于，它仅考虑了用户定义构造函数b(T)对应的推导指南（推导出b<d>，但该构造函数因约束不可行），却遗漏了拷贝构造函数对应的推导路径，导致错误判定代码非法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者303