C++模板特化含数学表达式时函数调用编译报错

使用包含数学运算的表达式作为父类模板参数时，在子类内部调用父类模板成员函数会触发GCC 11.2.0编译报错，C++17/20/23标准下均可稳定复现，报错信息为：

main.cpp: In member function 'void Tester<N>::Baz()':
main.cpp:33:30: error: expected primary-expression before '>' token
   33 |             this->Foo<uint8_t>();
      |                              ^
main.cpp:33:32: error: expected primary-expression before ')' token
   33 |             this->Foo<uint8_t>();
      |                                ^

复现代码如下：

#include <iostream>

template <std::size_t N>
class Test
{
    public:
        template <typename T>
        void Foo(void) {}
        
        void Bar(void)
        {
            std::cout << "N is " << N << "\n";
        }
};

template <std::size_t N>
class Tester: public Test<5 + (N * 2)>
{
    public:
        void Baz(void)
        {
            // 触发报错的调用
            //this->Foo<uint8_t>();
            
            // 可正常编译运行
            this->Bar();
        }
};

int main()
{
    Tester<1> test;
    test.Baz();
}

已验证的对比现象：

• 注释掉Foo<uint8_t>()调用时，代码可正常编译运行，输出预期结果N is 7
• 将基类模板参数从带数学运算的5 + (N * 2)替换为不依赖模板参数的常量表达式（如5）时，即使保留Foo<uint8_t>()调用也可正常编译，输出N is 5

该现象是C++标准规定的两阶段名称查找规则的正常表现，不是编译器Bug，只是缺少必要的语法提示：

• 当基类类型不依赖子类的模板参数时（比如基类写为Test<5>），编译器在模板定义的第一阶段（未实例化具体模板参数阶段）就可以确定基类的完整定义，能直接识别到Foo是成员模板，此时<会被正确解析为模板参数列表的起始符号，不会触发语法错误。
• 当基类类型属于依赖基类（即基类具体类型依赖子类模板参数，比如Test<5 + (N * 2)>需要拿到具体N值才能确定基类类型），编译器在第一阶段不会进入依赖基类做名称查找，默认无法感知this->Foo是模板成员，此时后面跟的<会被解析为小于运算符，最终触发语法报错。
• 非模板成员Bar()调用不受影响，是因为调用时不存在<带来的符号歧义，编译器在第二阶段（实例化阶段）可以正确定位到对应成员。

调用依赖基类的模板成员时，在成员名前显式添加template关键字，向编译器明确后续名称为模板，消除语法歧义即可：

void Baz(void)
{
    // 修正后的合法写法
    this->template Foo<uint8_t>();
    this->Bar();
}

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