何时检查 C++ 模板实例化类型？

编译 C++ 时，gcc 和 clang 似乎会推迟模板实例化的类型检查，直到程序的所有声明都已处理完毕。这在语言中得到保证吗？

详细地说，我可以在定义模板或需要模板实例化时保持类型不完整，只要我稍后在程序中的某个地方完成该类型即可：

class A;
class B;

extern A* pa;

// 1. template definition
template<typename T>
T* f() { return static_cast<T*>(pa); }

// 2. template instantiation
B* test() { return f<B>(); }

// 3. completing types
class A { };
class B : public A { };

请注意，需要 A 和 B 的定义来对模板实例化进行类型检查（以使 static_cast 有效）。如果省略步骤 3，步骤 2 将不再编译。

在我的头文件的组织中，我可以相信任何标准 C++ 编译器都会接受此顺序吗？

该规则称为“两阶段名称查找”。

不依赖于模板参数的名称在定义时查找和检查，并且从属名称在实例化点进行检查。

对于您的示例，有一个重要的细节：翻译单元的末尾也被视为函数模板的实例化点：

C++14 N4140 14.6.4.1 [温度点] P8:

函数模板、成员函数模板或者成员函数或静态的特化 类模板的数据成员可以在翻译单元内具有多个实例化点，并且 除了上面描述的实例化点之外，对于任何具有点的此类专业化 翻译单元内的实例化，翻译单元的末尾也被认为是一个点 实例化。

因此，尽管类型在发生显式实例化的点“2”处不完整，但它在文件末尾是完整的，这使得模板实例化合法。

Note：微软编译器没有完全实现这个规则，违反了标准。在 Microsoft 编译器中，所有查找都发生在实例化点（因此该示例也应该有效，但我无法访问 MSVC 进行检查）。其他主要编译器确实正确地实现了此规则。