Question

我正在学习非类型模板参数的C ++ 17新功能decltype(auto)。我编写了一个简单的代码段，如下所示：

#include <type_traits>

template<decltype(auto) arg>
struct Foo {};

int
main()
{
    constexpr int x = 42;
    static_assert(std::is_same_v<Foo<42>, Foo<x>>);
}

据我了解，Foo<42>的类型应与Foo<x>相同。

但是，static_assert语句可使用clang ++ MSVC 19.27进行编译，但无法使用GCC 10.2 MSVC 19.25进行编译。

我的问题是：为什么编译器的行为不同？标准对此有何看法？

链接到编译器资源管理器：

clang ++ https://godbolt.org/z/66M695

gcc https://godbolt.org/z/3v5Mhd

MSVC 19.25 https://godbolt.org/z/qP6v89

MSVC 19.27 https://godbolt.org/z/14aK5Y

Answer 1

这是描述decltype的工作原理的全部规则。

[dcl.type.simple]

4对于表达式e，由decltype(e)表示的类型为定义如下：

如果e是命名结构化绑定（[dcl.struct.bind]）的非括号id表达式，则decltype(e)是引用的类型，如结构化绑定声明的规范；

否则，如果e是未括号的id表达式或未括号的类成员访问，则decltype(e)是由e命名的实体。如果没有这样的实体，或者e命名一个集合函数重载时，程序格式错误；

否则，如果e是xvalue，则decltype(e)是T&&，其中T是e的类型；

否则，如果e是左值，则decltype(e)是T&，其中T是e的类型；

否则，decltype(e)是e的类型。

使用decltype(auto)时，e是用作我们的对象（arg）的初始化程序的表达式。在OP中，此表达式为x。这是一个无括号的id表达式，因此decltype(x)将是由x命名的实体的类型。该类型为int const，因为constexpr指示符暗含const。

[dcl.constexpr]

9对象声明中使用的constexpr说明符声明该对象为const。此类对象应具有文字类型，并应被初始化。在任何constexpr变量声明中，初始化的完整表达式应为常量表达式。

因此，这是对代码示例的可爱修改，使GCC接受了它。

static_assert(std::is_same_v<Foo<42>, Foo<+x>>);

那是为什么？这是因为+x不再是id表达式。这是类型为int的普通旧prvalue表达式，具有与x相同的值。这就是decltype(auto)得出的int。

总而言之，拒绝您的代码的编译器运行正常。而且我想它向您展示了，将decltype(auto)用于非类型模板参数应该带有简短的免责声明。

Answer 2

在C ++ 17中，由于以下规则，我认为GCC是错误的：
temp.type#1

两个模板ID引用相同的类，函数或变量，如果

1.1其模板名称，操作员功能ID或文字操作员ID指的是同一模板和
[...]
1.3它们对应的整数或枚举类型的非类型模板参数具有相同的值

在形式上，名称用于引用实体
basic.concept#5

每个表示实体的名称都由声明引入。

因此，无论是Foo<42>还是Foo<x>，它们的模板名称都引用了我们声明的实体template<decltype(auto) arg> struct Foo {};。因此，首先满足项目符号1.1的要求。显然，在此示例中，相应的模板参数具有相同的值，即42。至少，按照c ++ 17标准所说的，它们是等效类型。因此GCC是错误的。另外，GCC 7.5同意这些类型是等效的。

但是，最新草案中有一些更改。它引入了新的措辞“等价的模板参数”。
temp.type#1

如果两个模板ID相同，则

1.1它们的模板名称，操作员功能ID或文字操作员ID指的是同一模板，并且
1.2 ...
1.3它们对应的非类型模板参数与模板参数等效（请参见下文）转换为模板参数的类型

和
template-argument-equivalent

如果两个值是相同类型和
，则它们是模板参数等效的

它们是整数类型，并且它们的值相同

如其他答案所述，Foo<42>的推导类型为int，而Foo<x>的推导类型为int const。它们是不同的类型，因此after conversion to the type of the template-parameter这两个值不是同一类型，因此即使它们的值相同，它们也不是模板参数等效的。因此，在c ++ 20标准下讨论此示例，GCC是正确的。

Answer 3

我认为这是一个gcc错误，static_assert应该会通过。

根据this：

如果模板参数的类型包含占位符类型，则通过占位符类型推导从模板参数的类型中确定推导的参数类型。 ...

在这种情况下，

占位符类型推论意味着推论该参数的类型，就像这些发明的声明推论的那样：

decltype(auto) t = 42; // for Foo<42> : int
decltype(auto) t = x;  // for Foo<x> : int const

然后，根据this：

非类型模板参数应具有以下（可选，具有cv限定）类型之一：

...

（4.6）包含占位符类型的类型。

确定模板参数的类型时，会忽略模板参数上的顶级简历限定符。

由于根据发明的声明确定类型时会忽略顶级限定符，因此Foo<42>和Foo<x>应该具有相同的类型，并且static_assert应该通过。 / p>

在C ++非类型模板参数中使用decltype（auto）

3 个答案: