带auto/引用非类型模板参数的模板匹配模板模板参数的合规性疑问

第一个代码示例的疑问 #

给出的代码：

template<template<auto> class> struct A {};
template<int&> struct B {};

A<B> a;

int main() {}

三款主流编译器（MSVC、GCC、Clang）的最新版本均接受该代码，但疑问点在于：auto作为非类型模板参数无法推导为引用类型，因此质疑该代码是否符合C++标准，编译器是否错误接受。

结论：该代码不符合C++标准 #

根据C++标准中模板模板实参的匹配规则，模板模板参数的参数与实参模板的对应参数类型必须兼容。auto作为非类型模板参数时，推导过程会剥离引用，无法解析为int&这类引用类型。因此，模板B的int&类型非类型模板参数，无法匹配模板A中template<auto> class的模板模板参数要求，A<B>的声明属于非法代码，编译器错误接受了它。

核心问题代码示例 #

纠正参数与实参混淆后，给出的核心代码：

template<template<int&> class> struct A {};
template<auto> struct B {};

A<B> a;

int main() {}

该代码同样被三款编译器接受，但直觉上模板模板参数应至少与模板实参一样特化，因此质疑其标准合规性。

结论：该代码同样不符合C++标准 #

模板模板参数template<int&> class要求实参模板必须具备一个int&类型的非类型模板参数。而模板B的参数是auto占位符，当作为A的模板实参时，auto无法匹配int&类型：auto作为非类型模板参数推导时，只能得到对象类型（如int），而非引用类型。因此B无法满足A的模板模板参数约束，A<B>的声明非法，编译器错误接受了该代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user17732522