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@kaizen_nagoya(Dr. Kiyoshi Ogawa)

9.11 Linkage specifications [dcl.link] C++N4910:2022 (119) p236.cpp

Posted at

はじめに(Introduction)

N4910 Working Draft, Standard for Programming Language C++

n4910は、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21の作業原案(Working Draft)です。
公式のISO/IEC 14882原本ではありません。
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21では、可能な限り作業文書を公開し、幅広い意見を求めています。
一連の記事はコード断片をコンパイルできる形にする方法を検討してコンパイル、リンク、実行して、規格案の原文と処理系(g++, Clang++)との違いを確認し、技術内容を検討し、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21にフィードバックするために用います。
また、CERT C++, MISRA C++等のコーディング標準のコード断片をコンパイルする際の参考にさせていただこうと考えています。CERT C++, MISRA C++が標準化の動きとの時間的なずれがあれば確認できれば幸いです。また、boostライブラリとの関連、Linux OS, TOPPERSカーネル、g++(GCC), clang++(LLVM）との関係も調査中です。
何か、抜け漏れ、耳より情報がありましたらおしらせくださると幸いです。

<この項は書きかけです。順次追記します。>

背景(back ground)

C/C++でコンパイルエラーが出ると、途方にくれることがしばしばあります。
何回かに１回は、該当するエラーが検索できます。
ただ、条件が違っていて、そこでの修正方法では目的を達成しないこともしばしばです。いろいろな条件のコンパイルエラーとその対応方法について、広く記録することによって、いつか同じエラーに遭遇した時にやくに立つことを目指しています。

この半年の間で、三度、自分のネットでの記録に助けられたことがあります。
また過去に解決できなかった記録を１０種類以上、最近になって解決できたことがあります。それは、主に次の３つの情報に基づいています。

https://stackoverflow.com
https://cpprefjp.github.io
http://ja.cppreference.com/

また
https://researchmap.jp/joub9b3my-1797580/#_1797580
に記載したサイトのお世話になっています。

作業方針(sequence)

Clang++では-std=c++03, C++2bの2種類
g++では-std=c++03, c++2bの２種類
でコンパイルし、

１）コンパイルエラーを収集する。
２）コンパイルエラーをなくす方法を検討する。
コンパイルエラーになる例を示すだけが目的のコードは、コンパイルエラーをなくすのではなく、コンパイルエラーの種類を収集するだけにする。
文法を示すのが目的のコード場合に、コンパイルエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
３）リンクエラーをなくす方法を検討する。
文法を示すのが目的のコード場合に、リンクエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
４）意味のある出力を作る。
コンパイル、リンクが通っても、意味のある出力を示そうとすると、コンパイル・リンクエラーが出て収拾できそうにない場合がある。順次作業します。

１）だけのものから４）まで進んだものと色々ある状態です。一歩でも前に進むご助言をお待ちしています。「検討事項」の欄に現状を記録するようにしています。

C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list

C++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list

C++N4606, 2016符号断片編纂一覧(example code compile list)

C++N4606, 2016 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/df5d62c35bd6ed1c3d43/

C++N3242, 2011 sample code compile list on clang++ and g++

編纂器(Compiler)

clang++ --version

Debian clang version 14.0.5-++20220610033153+c12386ae247c-1~exp1~20220610153237.151
Target: x86_64-pc-linux-gnu, Thread model: posix, InstalledDir: /usr/bin

g++- --version

g++ (GCC) 12.1.0 Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

9.11 Linkage specifications [dcl.link] C++N4910:2022 (119) p236.cpp

算譜(source code)

p236.cpp
// C++N4910 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2022/n4910.pdf
const char * n4910 = "9.11 Linkage specifications [dcl.link] C++N4910:2022 (119) p236.cpp";
// Debian clang version 14.0.5-++20220610033153+c12386ae247c-
// g++ (GCC) 12.1.0 Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.
// C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list
// https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fc957ddddd402004bb91

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <cassert>
#include <coroutine>
#include <vector>
#include <complex>
#include <map>

using namespace std;

// Example 1
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
extern "C" {
    double sqrt(double); // C language linkage
}
// [Example 2 :
extern "C" // f1 and its function type have C language linkage;
void f1(void(*pf)(int)); // pf is a pointer to a C function
extern "C" typedef void FUNC();
FUNC f2; // f2 has C++ language linkage and
// its type has C language linkage
extern "C" FUNC f3; // f3 and its type have C language linkage
void (*pf2)(FUNC*); // the variable pf2 has C++ language linkage; its type
// is “pointer to C++ function that takes one parameter of type
// pointer to C function”
extern "C" {
    static void f4(); // the name of the function f4 has internal linkage,
// so f4 has no language linkage; its type has C language linkage
}
extern "C" void f5() {
    extern void f4(); // OK, name linkage (internal) and function type linkage (C language linkage)
// obtained from previous declaration.
}
extern void f4(); // OK, name linkage (internal) and function type linkage (C language linkage)
// obtained from previous declaration.
void f6() {
    extern void f4(); // OK, name linkage (internal) and function type linkage (C language linkage)
// obtained from previous declaration.
}
// [Example 3 :
extern "C" typedef void FUNC_c();
class C3 {
    void mf1(FUNC_c*); // the function mf1 and its type have C++ language linkage;
// the parameter has type “pointer to C function”
    FUNC_c mf2; // the function mf2 and its type have C++ language linkage
    static FUNC_c* q; // the data member q has C++ language linkage;
// its type is “pointer to C function”
};
extern "C" {
    class X {
        void mf(); // the function mf and its type have C++ language linkage
        void mf2(void(*)()); // the function mf2 has C++ language linkage;
// the parameter has type “pointer to C function”
    };
}
// [Example 4 :
int x;
namespace A {
extern "C" int f();
extern "C" int g() {
    return 1;
}
extern "C" int h();
extern "C" int x(); // error: same name as global-space object x
}
namespace B {
extern "C" int f(); // A::f and B::f refer to the same function
extern "C" int g() {
    return 1;    // error: the function g with C language linkage has two definitions
}
}
int A::f() {
    return 98;    // definition for the function f with C language linkage
}
extern "C" int h() {
    return 97;    // definition for the function h with C language linkage
}
// A::h and ::h refer to the same function
// [Example 5 :
extern "C" double f5();
static double f5(); // error
extern "C" int i5; // declaration
extern "C" {
    int i5; // definition
}
extern "C" static void g5(); // error
int main() {
    cout  <<  n4910 << endl;
    return EXIT_SUCCESS;
}

Script

clgc.sh
#!/bin/sh
rm $1l
rm $1g
echo "$ clang++ $1.cpp -std=03 -o $1l -I. -Wall" 
clang++ $1.cpp -std=c++03 -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l 
fi
rm $1l
echo "$ clang++ $1.cpp -std=2b -o $1l -I. -Wall"
clang++ $1.cpp -std=c++2b -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l
fi
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=03 -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++03 -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g
fi
rm $1g
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=2b -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++2b -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g 
fi

編纂・実行結果(compile and go)

bash
# ./clgc.sh  p236
rm: cannot remove 'p236l': No such file or directory
rm: cannot remove 'p236g': No such file or directory
$ clang++ p236.cpp -std=03 -o p236l -I. -Wall
p236.cpp:23:1: error: unknown type name 'complex'; did you mean '_Complex'?
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
^~~~~~~
_Complex
p236.cpp:23:1: warning: plain '_Complex' requires a type specifier; assuming '_Complex double'
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
^
        double
p236.cpp:23:14: error: unknown type name 'complex'; did you mean '_Complex'?
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
             ^~~~~~~
             _Complex
p236.cpp:23:14: warning: plain '_Complex' requires a type specifier; assuming '_Complex double'
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
             ^
                     double
p236.cpp:73:16: error: declaration of 'x' with C language linkage conflicts with declaration in global scope
extern "C" int x(); // error: same name as global-space object x
               ^
p236.cpp:68:5: note: declared in global scope here
int x;
    ^
p236.cpp:77:16: error: redefinition of 'g'
extern "C" int g() { return 1; } // error: the function g with C language linkage has two definitions
               ^
p236.cpp:71:16: note: previous definition is here
extern "C" int g() { return 1; }
               ^
p236.cpp:83:19: error: functions that differ only in their return type cannot be overloaded
extern "C" double f5();
           ~~~~~~ ^
p236.cpp:41:17: note: previous definition is here
extern "C" void f5() {
           ~~~~ ^
p236.cpp:84:15: error: static declaration of 'f5' follows non-static declaration
static double f5(); // error
              ^
p236.cpp:41:17: note: previous definition is here
extern "C" void f5() {
                ^
p236.cpp:89:12: error: cannot combine with previous 'extern' declaration specifier
extern "C" static void g5(); // error
           ^
2 warnings and 7 errors generated.
rm: cannot remove 'p236l': No such file or directory
$ clang++ p236.cpp -std=2b -o p236l -I. -Wall
p236.cpp:23:14: error: use of class template 'complex' requires template arguments; argument deduction not allowed in function prototype
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
             ^~~~~~~
/usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../include/c++/10/complex:127:12: note: template is declared here
    struct complex
           ^
p236.cpp:23:1: error: use of class template 'complex' requires template arguments; argument deduction not allowed in function return type
complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
^~~~~~~
/usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../include/c++/10/complex:127:12: note: template is declared here
    struct complex
           ^
p236.cpp:73:16: error: declaration of 'x' with C language linkage conflicts with declaration in global scope
extern "C" int x(); // error: same name as global-space object x
               ^
p236.cpp:68:5: note: declared in global scope here
int x;
    ^
p236.cpp:77:16: error: redefinition of 'g'
extern "C" int g() { return 1; } // error: the function g with C language linkage has two definitions
               ^
p236.cpp:71:16: note: previous definition is here
extern "C" int g() { return 1; }
               ^
p236.cpp:83:19: error: functions that differ only in their return type cannot be overloaded
extern "C" double f5();
           ~~~~~~ ^
p236.cpp:41:17: note: previous definition is here
extern "C" void f5() {
           ~~~~ ^
p236.cpp:84:15: error: static declaration of 'f5' follows non-static declaration
static double f5(); // error
              ^
p236.cpp:41:17: note: previous definition is here
extern "C" void f5() {
                ^
p236.cpp:89:12: error: cannot combine with previous 'extern' declaration specifier
extern "C" static void g5(); // error
           ^
7 errors generated.

$ g++ p236.cpp -std=03 -o p236g -I. -Wall
p236.cpp:23:1: error: invalid use of template-name 'std::complex' without an argument list
   23 | complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
      | ^~~~~~~
p236.cpp:23:1: note: class template argument deduction is only available with '-std=c++17' or '-std=gnu++17'
In file included from p236.cpp:17:
/usr/local/include/c++/12.1.0/complex:67:32: note: 'template<class _Tp> class std::complex' declared here
   67 |   template<typename _Tp> class complex;
      |                                ^~~~~~~
p236.cpp:83:19: error: conflicting declaration of C function 'double f5()'
   83 | extern "C" double f5();
      |                   ^~
p236.cpp:41:17: note: previous declaration 'void f5()'
   41 | extern "C" void f5() {
      |                 ^~
p236.cpp:84:15: error: ambiguating new declaration of 'double f5()'
   84 | static double f5(); // error
      |               ^~
p236.cpp:41:17: note: old declaration 'void f5()'
   41 | extern "C" void f5() {
      |                 ^~
p236.cpp:89:12: error: invalid use of 'static' in linkage specification
   89 | extern "C" static void g5(); // error
      |            ^~~~~~
p236.cpp:45:13: warning: 'void f4()' declared 'static' but never defined [-Wunused-function]
   45 | extern void f4(); // OK, name linkage (internal) and function type linkage (C language linkage)
      |             ^~
rm: cannot remove 'p236g': No such file or directory

$ g++ p236.cpp -std=2b -o p236g -I. -Wall
p236.cpp:23:14: error: class template placeholder 'std::complex' not permitted in this context
   23 | complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
      |              ^~~~~~~
p236.cpp:23:14: note: use 'auto' for an abbreviated function template
p236.cpp:23:1: error: deduced class type 'complex' in function return type
   23 | complex sqrt(complex); // C++ language linkage by default
      | ^~~~~~~
In file included from p236.cpp:17:
/usr/local/include/c++/12.1.0/complex:67:32: note: 'template<class _Tp> class std::complex' declared here
   67 |   template<typename _Tp> class complex;
      |                                ^~~~~~~
p236.cpp:83:19: error: conflicting declaration of C function 'double f5()'
   83 | extern "C" double f5();
      |                   ^~
p236.cpp:41:17: note: previous declaration 'void f5()'
   41 | extern "C" void f5() {
      |                 ^~
p236.cpp:84:15: error: ambiguating new declaration of 'double f5()'
   84 | static double f5(); // error
      |               ^~
p236.cpp:41:17: note: old declaration 'void f5()'
   41 | extern "C" void f5() {
      |                 ^~
p236.cpp:89:12: error: invalid use of 'static' in linkage specification
   89 | extern "C" static void g5(); // error
      |            ^~~~~~
p236.cpp:45:13: warning: 'void f4()' declared 'static' but never defined [-Wunused-function]
   45 | extern void f4(); // OK, name linkage (internal) and function type linkage (C language linkage)
      |             ^~

検討事項(agenda)

コンパイルエラーの理由を解説する。

<|--コンパイルエラーを取るか、コンパイルエラーの理由を解説する。-->

参考資料(reference)

typedef は C++11 ではオワコン

C99からC++14を駆け抜けるC++講座

自己参照(self reference)

C++ Error Message Collection(1)does not name a type, 11 articles

dockerにclang

docker gnu(gcc/g++) and llvm(clang/clang++)

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)

Compare the contents of C++N4910:2022, C++N4741:2018 and C++N4606:2015

C++ sample list

clang++, g++コンパイルエラー方針の違いの例

C++N4606 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standardのコード断片をコンパイルするためにしていること
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a8d7ee2f2e29e76c19c1

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

Clang/Clang++(LLVM) gcc/g++(GNU) コンパイラ警告等比較
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9a82b958cc3aeef0403f

C++2003とC++2017でコンパイルエラーになるならない事例集
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a13ea3823441c430edff

Qiitaに投稿するCのStyle例(暫定)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/946df1528a6a1ef2bc0d

cpprefjpのdecltypeをコンパイル試験
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/090909af702f0d5d8a67

MISRA C++ 5-0-16
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7df2d4e05db724752a74

C++ Templates Part1 BASICS Chapter 3. Class Templates 3.2 Use of Class Template Stack stack1test.cpp
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cd5fc49106fad5a4e9ed

ISO/IEC TS 17961:2013 C Secure Coding Rules(1) All list(to be confirmed)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54e056195c4f11b850a1

C言語（C++)に対する誤解、曲解、無理解、爽快。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3f3992c9722c1cee2e3a

C Puzzle Bookの有り難み5つ、C言語規格及びCコンパイラの特性を認識
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d89a48c1536a02ecdec9

'wchar.h' file not found で困った clang++ macOS
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/de15cd46d657517fac11

Open POSIX Test Suiteの使い方を調べはじめました
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/644d5e407f5faf96e6dc

MISRA-C 2012 Referenceに掲載している文献の入手可能性を確認
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/96dc8b125e462d5575bb

どうやって MISRA Example Suiteをコンパイルするか
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fbdbff5ff696e2ca7f00

MISRA C まとめ #include
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f1a79a7cbd281607c7c9

「C++完全理解ガイド」の同意できること上位10
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/aa5744e0c4a8618c7671

＜この記事は個人の過去の経験に基づく個人の感想です。現在所属する組織、業務とは関係がありません。＞

文書履歴(document history)

ver. 0.01 初稿 　20220626

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