GCC13对noexcept成员函数指针的处理是否变更？如何兼容多编译器？

问题描述 #

实现了一个用于确定成员函数指针所属类的trait：

• 在GCC12中，该trait对const和const noexcept类型的成员函数指针均能正常工作；
• 在GCC13中该trait失效，而Clang 16与MSVC的表现与GCC12一致；
• 若添加noexcept版本的特化模板，可修复GCC13的问题，但会导致GCC12、Clang及MSVC编译出错。

疑问：该行为是否符合C++标准，还是GCC的bug？若为预期行为，如何同时兼容GCC12与GCC13？

原代码示例：

#include <type_traits>

template <auto>
struct get_class;

template <typename Ret, typename Klass, typename... Args, Ret (Klass::*FN)(Args...) const>
struct get_class<FN> : public std::type_identity<Klass>
{};

// Uncomment this to fix GCC13, and break everyone else...
//template <typename Ret, typename Klass, typename... Args, Ret (Klass::*FN)(Args...) const noexcept>
//struct get_class<FN> : public std::type_identity<Klass>
//{};

class MyClass {
public:
    int func1() const noexcept {return 0;}
    int func2() const {return 0;}
};

int main(){
    [[maybe_unused]]get_class<&MyClass::func1>::type x = MyClass{};
    [[maybe_unused]]get_class<&MyClass::func2>::type y = MyClass{};
}

解答 #

行为合规性说明 #

GCC13的行为符合C++标准，GCC12的表现属于非标准的宽松实现。

根据C++17及后续标准，noexcept是成员函数类型的一部分：带const noexcept的成员函数指针，与仅带const的成员函数指针属于不同的类型。GCC12及更早版本未严格区分这一点，允许不带noexcept的特化模板匹配带noexcept的成员函数指针；GCC13修正了这一行为，严格遵循标准，因此原特化无法匹配const noexcept类型的成员函数指针，导致编译失败。

而Clang 16和MSVC仍保持宽松处理，允许跨noexcept的模板匹配，这属于编译器的非标准扩展行为。

跨版本兼容方案 #

通过定义通用的成员函数指针类萃取模板，分别针对带/不带noexcept的const成员函数指针提供特化，再让get_class委托给这个萃取模板，即可兼容所有目标编译器。

兼容代码示例：

#include <type_traits>

// 辅助萃取类：提取成员函数指针所属的类
template <typename T>
struct extract_class_from_mem_fn;

// 特化：处理const非noexcept成员函数指针
template <typename Ret, typename Klass, typename... Args>
struct extract_class_from_mem_fn<Ret (Klass::*)(Args...) const> : std::type_identity<Klass> {};

// 特化：处理const noexcept成员函数指针
template <typename Ret, typename Klass, typename... Args>
struct extract_class_from_mem_fn<Ret (Klass::*)(Args...) const noexcept> : std::type_identity<Klass> {};

// 主模板：委托给辅助萃取类
template <auto FN>
struct get_class : extract_class_from_mem_fn<decltype(FN)> {};

class MyClass {
public:
    int func1() const noexcept {return 0;}
    int func2() const {return 0;}
};

int main(){
    [[maybe_unused]]get_class<&MyClass::func1>::type x = MyClass{};
    [[maybe_unused]]get_class<&MyClass::func2>::type y = MyClass{};
}

该方案的核心是通过decltype(FN)获取成员函数指针的完整类型，再匹配对应的萃取特化。无论编译器是否严格区分noexcept类型，都能找到正确的特化模板，实现跨版本兼容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者endorph