别名模板与原始模板是否属于同一模板模板参数？

我编写了一段C代码，通过模板别名将myTuple定义为std::tuple的别名，随后自定义is_same模板用于判断两个模板模板参数是否相同。在使用static_assert验证myTuple与std::tuple是否相同时，Clang、MSVC编译报错，而GCC编译通过。请问哪种编译器行为符合C标准？为何别名模板在此场景下与原始模板表现不同？

测试代码 #

#include <tuple>
#include <type_traits>

template <class... Ts>
using myTuple = std::tuple<Ts...>;

template <template <class...> class Lhs, template <class...> class Rhs>
struct is_same
    : public std::false_type
{};

template <template <class...> class T>
struct is_same<T, T>
    : public std::true_type
{};

int main() {
    static_assert(is_same<myTuple, std::tuple>::value, "not same");
}

各编译器编译结果 #

Clang #

<source>:18:5: error: static_assert failed due to requirement 'is_same<myTuple, std::tuple>::value' "not same"
static_assert(is_same<myTuple, std::tuple>::value, "not same");
^             ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

MSVC #

<source>(18): error C2338: static_assert failed: 'not same'

GCC #

(no errors)

解答 #

1. 符合标准的编译器行为：Clang和MSVC的行为是符合C++标准的，GCC的处理属于非标准扩展。

2. 原因分析：

   • C++标准中，模板别名（template alias）是一个独立的模板实体，它和被别名的原始模板并不等价，即使二者的实例化结果完全相同。
   • 当模板别名被作为模板模板参数传递时，它会被视为一个与原始模板完全不同的模板参数。你的is_same模板特化仅在两个模板模板参数是同一个模板实体时才会匹配true_type，而myTuple和std::tuple是两个独立的模板实体，因此会匹配主模板的false_type，最终导致static_assert失败。
   • GCC在此处做了特殊处理，将模板别名与原始模板视为等价的模板模板参数，但这并不符合C++标准的明确规定。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DNKpp