g++ 和 clang++ 使用变量模板和 SFINAE 的不同行为

Posted 2023-02-23

【中文标题】g++ 和 clang++ 使用变量模板和 SFINAE 的不同行为

【英文标题】：g++ and clang++ different behaviour with variable template and SFINAE

【发布时间】：2018-07-21 03:38:48

【问题描述】：

另一个类型的问题“谁在 g++ 和 clang++ 之间是对的？”供 C++ 标准专家使用。

假设我们希望将 SFINAE 应用于变量模板以仅在模板类型满足特定条件时启用该变量。

例如：当（且仅当）模板类型具有带有给定签名的foo() 方法时，启用bar。

通过具有默认值的附加模板类型使用 SFINAE

template <typename T, typename = decltype(T::foo())>
static constexpr int bar = 1;  

适用于 g++ 和 clang++ 但有一个问题：可以被劫持解释第二种模板类型

所以

int i = bar<int>;

在哪里给出编译错误

int i = bar<int, void>;

编译没有问题。

所以，由于我对 SFINAE 的无知，我尝试启用/禁用同一变量的类型：

template <typename T>
static constexpr decltype(T::foo(), int) bar = 2; 

惊喜：这对 g++ 有效（编译），但 clang++ 不接受它并给出以下错误

tmp_003-14,gcc,clang.cpp:8:30: error: no member named 'foo' in 'without_foo'
static constexpr decltype(T::foo(), int) bar = 2;
                          ~~~^

像往常一样，问题是：谁是对的？ g++ 还是 clang++ ？

换句话说：根据 C++14 标准，SFINAE 可以用于变量模板的类型？

下面是一个完整的例子

#include <type_traits>

// works with both g++ and clang++
//template <typename T, typename = decltype(T::foo())>
//static constexpr int bar = 1;

// works with g++ but clang++ gives a compilation error
template <typename T>
static constexpr decltype(T::foo(), int) bar = 2;

struct with_foo
  static constexpr int foo ()  return 0;  ;

struct without_foo
  ;

template <typename T>
constexpr auto exist_bar_helper (int) -> decltype(bar<T>, std::true_type);

template <typename T>
constexpr std::false_type exist_bar_helper (...);

template <typename T>
constexpr auto exist_bar ()
  return decltype(exist_bar_helper<T>(0)); 

int main ()
 
   static_assert( true == exist_bar<with_foo>(), "!" );
   static_assert( false == exist_bar<without_foo>(), "!" );
 

【问题讨论】：

您确定您的第一个 sn-p 运行的是 sfinae 而不是硬错误吗？如果是函数模板，它不会...

我希望T::foo() 没有返回类型R 带有重载的operator,(R,int)...

我的意思是 template <class T, decltype(T::foo ()) * = nullptr> 会调用 sfinae 这个我不太确定...

@W.F. - 你让我怀疑。不确定是否理解您的问题。您的意思是：如果没有替代方案，我们可以将其定义为 SFINAE 吗？在这种情况下，是的，我想我们可以定义另一个镜面反射变量bar，当（且仅当）第一个未定义时才定义。

对“直接上下文”没有明确定义的问题再次引起人们的注意。没有人确切知道。 （参见核心问题 1844。）

【参考方案1】：

让我们分析一下这里发生了什么：

我最初的假设是，这看起来像是对 clang 的误解。当bar 未正确解析时，它无法返回解析树。

首先，要确定问题出在bar，我们可以这样做：

template <typename T>
constexpr auto exist_bar_helper(int) -> decltype(void(T::foo()), std::true_type);

它工作正常（SFINAE 正在做它的工作）。

现在，让我们更改您的代码以检查嵌套的失败解析是否被外部 SFINAE 上下文包装。将bar 改为函数后：

template <typename T>
static constexpr decltype(void(T::foo()), int) bar();

它仍然可以正常工作，很酷。然后，我会假设 decltype 中的任何不正确解析都会返回并使函数解析为 SFINAE 后备 (std::false_type)...但不是。

这就是 GCC 所做的：

exist_bar -> exists_bar_helper -> bar (woops) -> no worries, i have alternatives
          -> exists_bar_helper(...) -> false

这就是 CLANG 的作用：

exist_bar -> exists_bar_helper -> bar (woops) // oh no
// I cannot access that var, this is unrecoverable error AAAAAAAA

它如此认真以至于忘记了上层上下文中的后备。

长话短说：不要在模板化变量上使用 SFINAE，SFINAE 它本身就是一个编译器破解，当编译器试图“太聪明”时，它的行为可能会很奇怪