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C++N4741

C++N4741,2018 (6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26

はじめに(Introduction)

C++N4741 Working Draft, Standard for Programming Language C++
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2018/
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2018/n4741.pdf

C++N4741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。

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++17, C++2aの3種類
g++では-std=c++03, c++17の2種類
vc++(visual studio 2017)ではC++17の1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++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3294c014044550896010

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++

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/685b5c1a2c17c1bf1318

編纂器(Compiler)

clang++ --version

clang version 6.0.0 (tags/RELEASE_600/final)
Target: x86_64-apple-darwin17.4.0

g++-7 --version

g++-7 (Homebrew GCC 7.3.0_1) 7.3.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.

cl(visual studio 2017)

Microsoft(R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.15.26726 for x64
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.

(6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26

C++N4606, 2016(9) 3.2 One-definition rule [basic.def.odr]p.38
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/91b7662952f587974743

C++N3242(C++2011)(9) 3 Basic concepts 3.2 One definition rule
https://researchmap.jp/jorepfv9x-1797580/#_1797580

算譜(source code)

p26.cpp
// C++N4741 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/n741.pdf
#define msg "C++N4741 (6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26.cpp"
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

using namespace std;

struct S {
  static const int x = 0;
};
const int &f(const int &r);
int n = b ? (1, S::x) // S::x is not odr-used here
        : f(S::x); // S::x is odr-used here, so a definition is required

void f(int n) {
  [] { n = 1; }; // error, n is not odr-usable due to intervening lambda-expression
  struct A {
    void f() {
      n = 2;  // error, n is not odr-usable due to intervening function definition scope
    }
  };
  void g(int = n); // error, n is not odr-usable due to intervening function parameter scope
  [&] { [n]{ return n; }; }; // OK
}

void h() {
  struct X; // declare X as a struct type
  struct X* x1; // use X in pointer formation
  X* x2; // use X in pointer formation
  std::cout << "x1= " <<x1 <<" x2= " << x2 << std::endl;

}
// translation unit 2:
struct X {
  X(int, int);
  X(int, int, int);
};
X::X(int, int = 0, int = 0) { }
class D {
  X x = 0;
};
D d2; // X(int, int, int) called by D();
// D()’s implicit definition violates the ODR


int main() {
  f();
  g();
  h();
  std::cout << "d2.x " <<d2.x <<" a " << a.s << std::endl;
  cout<< msg << endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}
p26-2.cpp
// translation unit 1:
struct X {
X(int, int);
X(int, int, int);
};
X::X(int, int = 0) { }
class D {
X x = 0;
};
D d1; // X(int, int) called by D()

編纂・実行結果(compile and go)

cppall.sh
$ ../c2.sh p26 p26-2
$ clang++ p26.cpp p26-2.cpp -std=c++2a -Wall
p26.cpp:16:14: warning: expression result unused [-Wunused-value]
int n = b ? (1, S::x) // S::x is not odr-used here
             ^
p26.cpp:22:6: error: variable 'n' cannot be implicitly captured in a lambda with no capture-default
      specified
[] { n = 1; }; // error, n is not odr-usable due to intervening lambda-expression
     ^
p26.cpp:21:12: note: 'n' declared here
void f(int n) {
           ^
p26.cpp:22:1: note: lambda expression begins here
[] { n = 1; }; // error, n is not odr-usable due to intervening lambda-expression
^
p26.cpp:24:12: error: reference to local variable 'n' declared in enclosing function 'f'
void f() { n = 2; } // error, n is not odr-usable due to intervening function definition scope
           ^
p26.cpp:21:12: note: 'n' declared here
void f(int n) {
           ^
p26.cpp:26:14: error: default argument references parameter 'n'
void g(int = n); // error, n is not odr-usable due to intervening function parameter scope
             ^
p26.cpp:27:7: warning: expression result unused [-Wunused-value]
[&] { [n]{ return n; }; }; // OK
      ^~~~~~~~~~~~~~~~
p26.cpp:22:1: warning: expression result unused [-Wunused-value]
[] { n = 1; }; // error, n is not odr-usable due to intervening lambda-expression
^~~~~~~~~~~~~
p26.cpp:27:1: warning: expression result unused [-Wunused-value]
[&] { [n]{ return n; }; }; // OK
^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4 warnings and 3 errors generated.

Visual Studio 2017

"cl *.cpp /EHsc /std:c++17"

>cl p26.cpp /EHsc /std:c++17
Microsoft(R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.15.26726 for x64
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

p26.cpp
p26.cpp(22): error C3493: 既定のキャプチャ モードが指定されていないため、'n' を暗黙的にキャプチャできません
p26.cpp(24): error C2326: 'void f::A::f(void)': 関数は 'n' へアクセスできません。
p26.cpp(26): error C2587: 'n': ローカル変数が、誤って既定のパラメーターに用いられています。
p26.cpp(21): note: 'n' の宣言を確認してください

註釈

コンパイルエラーを想定している行はコメントに

算譜(source code)

p26a.cpp
// C++N4741 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/n741.pdf
#define msg "C++N4741 (6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26.cpp"
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

using namespace std;

struct S {
  static const int x = 0;
};
struct S2 {
  int b=3;
  const int &f(const int &r) {
    return r;
  }
  int n = b ? (1, S::x) // S::x is not odr-used here
          : f(S::x); // S::x is odr-used here, so a definition is required
};

void f(int n) {
//[] { n = 1; }; // error, n is not odr-usable due to intervening lambda-expression
  struct A {
//void f() { n = 2; } // error, n is not odr-usable due to intervening function definition scope
  };
//void g(int = n); // error, n is not odr-usable due to intervening function parameter scope
  [&] { [n]{ return n; }; }; // OK
}

void h() {
  struct X; // declare X as a struct type
  struct X* x1; // use X in pointer formation
  X* x2; // use X in pointer formation
  std::cout << "x1= " <<x1 <<" x2= " << x2 << std::endl;

}
// translation unit 2:
struct X {
  X(int, int);
  X(int, int, int);
};
X::X(int, int = 0, int = 0) { }
class D {
  X x = 0;
};
D d2; // X(int, int, int) called by D();
// D()’s implicit definition violates the ODR


int main() {
  int i=3;
  f(i);
  h();
//  std::cout << "d2.x " <<d2.x <<" a " << a.s << std::endl;
  cout<< msg << endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}

編纂・実行結果(compile and go)

cppall.sh
$ ../c2.sh p26a p26-2
$ clang++ p26a.cpp p26-2.cpp -std=c++2a -Wall
p26a.cpp:16:14: warning: expression result unused [-Wunused-value]
int n = b ? (1, S::x) // S::x is not odr-used here
             ^
p26a.cpp:26:7: warning: expression result unused [-Wunused-value]
[&] { [n]{ return n; }; }; // OK
      ^~~~~~~~~~~~~~~~
p26a.cpp:26:1: warning: expression result unused [-Wunused-value]
[&] { [n]{ return n; }; }; // OK
^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3 warnings generated.
x1= 0x100000000 x2= 0x11731a520
C++N4741 (6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26.cpp

Visual Studio 2017

"cl *.cpp /EHsc /std:c++17"

>cl p26a.cpp /EHsc /std:c++17
Microsoft(R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.15.26726 for x64
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

p26a.cpp
c:\users\administrator\downloads\n4741\p26a.cpp(33) : warning C4700: 初期化されていないローカル変数 'x1' が使用されま す
c:\users\administrator\downloads\n4741\p26a.cpp(33) : warning C4700: 初期化されていないローカル変数 'x2' が使用されま す
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.15.26726.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:p26a.exe
p26a.obj

C:\Users\Administrator\Downloads\N4741>p26a
x1= 00000054C1B9FB20 x2= 0000000000000000
C++N4741 (6)6.2 One-definition rule [basic.def.odr]p26.cpp

検討事項(agenda)

役に立つまたは意味のある出力

参考資料(reference)

docker gnu(gcc/g++) and llvm(clang/clang++)
https://qiita.com/drafts/059874ea39c4de64c0f7

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

文書履歴(document history)

ver. 0.10 初稿 20180504
ver. 0.20 visual studio 2017 追記 20180917