如何修复GCC警告&朋友声明声明了一个非模板函数

我这里有一些用GCC、clang和msvc编译的代码：

#include <cstdio>
#include <type_traits>

struct c_class;

template <class T> struct holder { friend auto adl_lookup(holder<T>); };

template <class C, class T> struct lookup {
  friend auto adl_lookup(holder<T>) { return holder<C>{}; }
};

struct cpp_class : lookup<cpp_class, c_class *> {
  cpp_class() {}
};

int main() {
  static_assert(std::is_same<holder<cpp_class>,
                             decltype(adl_lookup(holder<c_class *>{}))>{},
                "Failed");
}

adl_lookup在lookup类而不是holder类中定义的原因是，当您从CRTP类lookup<cpp_class, c_class *>继承时，可以执行从c_class到cpp_class的反向查找。于是无法将Friend函数移到holder类。

然而，在GCC上，我收到关于非模板好友函数的警告：

<source>:9:37: warning: friend declaration 'auto adl_lookup(holder<T>)' declares a non-template function [-Wnon-template-friend]
    9 |     friend auto adl_lookup(holder<T>);
      |                                     ^
<source>:9:37: note: (if this is not what you intended, make sure the function template has already been declared and add '<>' after the function name here)

如果我尝试通过转发声明函数然后使用<>来修复此问题，则它不能用GCC或MSVC编译(尽管它确实用clang编译)：

#include <cstdio>
#include <type_traits>

struct c_class;

template <class T> struct holder;

template <class T> auto adl_lookup(const holder<T> &);

template <class T> struct holder {};

template <class C, class T> struct lookup {
  friend auto adl_lookup<>(const holder<T> &) { return holder<C>{}; }
};

struct cpp_class : lookup<cpp_class, c_class *> {
  cpp_class() {}
};

int main() {
  static_assert(std::is_same<holder<cpp_class>,
                             decltype(adl_lookup(holder<c_class *>{}))>{},
                "Failed");
}

我在这里(在两个代码片段中)使用的是符合标准的C++吗？GCC关于非模板好友的警告有什么理由担心吗？还是这只是一个误报，我可以放心地忽略？

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解决方案

第二个代码段格式不正确，因为friend声明不能是模板专门化的定义。接受此请求的打开的clang错误报告为here。

第一个在我看来是正确的。

GCC的警告很烦人，因为这里要做的就是将非模板函数定义为朋友。遗憾的是，我不认为有任何方法可以在代码中表明这是您真正想要做的事情，但您可以使用-Wno-non-template-friend禁用该警告。根据the documentation，这是出于历史原因，以确定语法具有不同含义的ISO-C++之前版本的兼容性问题。

您应该意识到，使用这种友元注入来启用有状态元编程的功能可能会被认为是该语言的意外功能，并且可能(我不知道)在未来的某个时候会受到限制，请参阅this question。