C++20编译期检查容器重复元素的实现为何clang编译失败

C++20之前，实现容器查重功能的一种简单方式是使用嵌套循环，代码如下：

template<typename Container>
constexpr bool has_duplicate(Container&& container)
{
    for (auto it1 = container.cbegin(); it1 != container.cend(); ++it1)
        for(auto it2 = container.cbegin(); it2 != it1; ++it2)
            if (*it1 == *it2)
                return 1;
    return 0;
}

随着C++20新增范围for循环初始化语句特性，以及引入了ranges::subrange，我们可以将该函数用范围for循环重写：

template<std::ranges::input_range Container>
constexpr bool has_duplicate(Container&& container)
{
    for(auto it = container.cbegin(); const auto& obj1 : container)
        for(const auto& obj2 : std::ranges::subrange(container.cbegin(), it++))
            if(obj1 == obj2) 
                return 1;
    return 0;
}

该实现在GCC上可以正常运行，但在Clang下编译失败，除非手动指定使用libc++，报错信息如下：

/opt/compiler-explorer/gcc-snapshot/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/12.0.0/../../../../include/c++/12.0.0/bits/iterator_concepts.h:982:13: error: no matching function for call to '__begin'
        = decltype(ranges::__cust_access::__begin(std::declval<_Tp&>()));

• 请问是我的实现存在问题，还是clang本身的问题？

我还尝试了另一种实现方式：

template<std::ranges::input_range Container>
constexpr bool has_duplicate(Container&& container)
{
    for(auto index = 0ull; const auto& obj1 : container)
        for(const auto& obj2 : container | std::ranges::views::take(index++))
            if(obj1 == obj2) return 1;
    return 0;
}

该实现同样在GCC上无问题，但Clang无论搭配哪款标准库都编译失败。

原因说明 #

这两个写法都符合C++20标准要求，问题出在编译器和标准库的兼容适配，而非你的实现错误。

1. 第一个实现的编译差异是标准库适配问题：GCC自带的libstdc的ranges实现和GCC编译器本身的特性完全适配，所以编译正常。Clang默认使用libstdc时，对libstdc的ranges内部实现的兼容支持不完善，才会出现匹配失败的报错，切换到和Clang配套开发的libc标准库就可以正常编译。
2. 第二个实现的全环境Clang编译失败是Clang本身的缺陷：Clang直到16版本才修复了范围for循环结合ranges views使用时的类型推导bug，低于该版本的Clang都无法正常编译这段代码。

兼容修复方案 #

你可以给模板参数加上std::ranges::common_range约束，避免编译器推导时出现兼容问题，修改后的代码如下：

template<std::ranges::common_range Container>
constexpr bool has_duplicate(Container&& container)
{
    for(auto it = container.cbegin(); const auto& obj1 : container)
        for(const auto& obj2 : std::ranges::subrange(container.cbegin(), it++))
            if(obj1 == obj2) 
                return true;
    return false;
}

另外建议返回值直接使用true/false而非1/0，可读性更好。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ranoiaetep