じょ～だんの日記は今日遭遇したバグ経由、Bug 19809 - [4.0/4.1 Regression] Multiple definitions of friend functions in template classes より:

このバグは GCC-4.1.2 で直るとのことですが、正直、こんなコード「あり」なのかと驚きました。 取り敢えず、手元の GCC-(3.3.6|3.4.6|4.0.3|4.1.1) で試してみたサンプルコードは以下のような感じです。

#include <iostream>

extern void foo();

template<int i>
class Foo
{
  friend void foo() {
    std::cerr << i << std::endl;;
  }
};

int main()
{
  Foo<1> n1; foo();
  Foo<2> n2; foo();
  Foo<3> n3; foo();

  return 0;
}

GCC-3.3.6 では「再定義」周りのエラーが大量に発生しますが、GCC-(3.4.6|4.0.3|4.1.1) ではすんなりコンパイルが成功して、実行すると「3」と出力します。

Bugzilla のコメントで引用されている、ISO 標準 14.5.3.3 によれば、

3 When a function is defined in a friend function declaration in a class template, the function is defined when the class template is first instantiated. The function is defined even if it is never used.

だそうなので、投稿者の指摘する通り、解は

• 「1」を出力する
• 再定義でエラーになる (投稿者によれば、Comeau の実装はこちら)

のどちらかになるべきなのでしょう。 Bugzilla のコメントによれば、GCC-4.1.2 では、上記のようなプログラムはコンパイルエラーになるようです。