在Clang编译器中，为何模板默认参数会触发析构函数的实例化？

咱们先看这段在不同编译器表现不一致的代码：

struct incomplete_type;
#if 0
struct incomplete_type { static void foo() {} };
#endif
template<typename T>
struct problem_type {
    constexpr problem_type(int) noexcept {};
    constexpr problem_type(double) noexcept : problem_type(5) {}
    ~problem_type() { T::foo(); }
};
void bar(problem_type<incomplete_type> arg=5.0) noexcept;

问题现象 #

这段代码可以在GCC 11.2和Visual Studio 19.29中正常编译，但在Clang 12.0.1中会编译失败。

问题核心 #

当函数bar的默认参数5.0调用了constexpr的转发构造函数时，Clang会尝试实例化problem_type<incomplete_type>的析构函数。由于模板参数T是不完全类型（incomplete_type只做了声明，没有定义），T::foo()的调用无法解析，最终导致编译错误。

避免问题的三种情况 #

只要满足以下任一条件，Clang就不会触发这个错误：

• 默认参数不调用转发构造函数（比如把5.0改成5，直接调用int版本的构造函数）
• 转发构造函数去掉constexpr修饰
• 把incomplete_type改为完整类型（比如打开#if 0的注释）

额外补充 #

• 即使构造函数不是转发构造函数，只要析构函数是constexpr，这个问题依然会出现
• noexcept关键字对这个问题没有影响，代码里保留它只是为了确保编译器不会生成栈展开代码

关键疑问解答：为什么bar既未定义也未被调用，Clang仍报错？ #

这涉及到C++标准中关于默认参数求值和模板实例化的细节。当处理constexpr构造函数的默认参数初始化时，Clang的实现会要求验证这个初始化表达式是否符合常量表达式的要求。而要验证这一点，编译器需要确保对象的构造和析构过程都是合法的——这意味着它会触发problem_type类的完整实例化，包括析构函数。即使bar没有被调用也没有定义，默认参数是函数声明的一部分，编译器在处理函数声明时就需要对默认参数的合法性进行检查，进而触发了模板的实例化和析构函数的检查。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stack Exchange Broke The Law