C++20跨翻译单元同一实体的Lambda闭包类型是否应一致？

按照C++20标准，该程序应输出true，GCC与Clang当前输出false的行为不符合标准要求。

代码回顾 #

foo.cpp #

#include <typeinfo>

struct Foo {
  using T = decltype([]{});
};  // struct Foo

const std::type_info& getType() { return typeid(typename Foo::T); }

main.cpp #

#include <iostream>
#include <typeinfo>

struct Foo {
  using T = decltype([]{});
};  // struct Foo

const std::type_info& getType();

const std::type_info& getTypeFromMain() { return typeid(typename Foo::T); }

int main() {
  std::cout << std::boolalpha 
            << (getType() == getTypeFromMain());
  return 0;
}

标准依据与解释 #

C++20标准的[basic.def.odr]（13.10）条款明确规定：当同一实体在不同翻译单元中有多个定义时，这些定义中对应位置的lambda表达式必须引入相同的闭包类型。

在这个例子中，两个翻译单元中的struct Foo属于同一ODR匹配实体（定义完全一致），其内部using T = decltype([]{})中的lambda是对应位置的相同lambda表达式，因此它们的闭包类型必须被视为同一类型。typeid比较的结果自然应该是true。

编译器行为的问题 #

GCC和Clang当前的实现将每个lambda（即使是完全相同、出现在同一实体不同定义中的lambda）都生成唯一的、翻译单元局部的闭包类型，这直接违反了ODR中关于对应lambda闭包类型一致性的要求，属于不符合标准的行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lancern