在C非类型模板参数中使用decltype（auto）

Question

我正在学习C 17非类型模板参数的新功能decltype（auto）。我编写了一个简单的代码片段，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>>);
}

据我所知，福

但是，static_assert语句使用clang、MSVC 19.27编译，但在GCC 10.2、MSVC 19.25编译时失败。

我的问题是：为什么编译器的行为不同？标准对此有何规定？

链接到编译器资源管理器：

叮当声https://godbolt.org/z/66M695

海湾合作委员会https://godbolt.org/z/3v5Mhd

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

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

Answer 1

我认为这是一个gcc错误，static_assert应该通过。

据此：

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断从模板参数的类型确定推断的参数类型。。。

在此上下文中，占位符类型推断意味着参数的类型被推断为由以下声明推断：

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

然后，根据这个：

非类型模板参数应具有以下类型之一（可选cv合格）：

...

（4.6）包含占位符类型的类型。

在确定模板参数的类型时，将忽略模板参数上的顶级cv限定符。

由于在根据发明的声明确定类型时忽略了顶级限定符，因此Foo

Answer 2

在C17中，我认为由于以下规则，GCC是错误的：
temp。类型#1

如果需要，两个模板ID引用相同的类、函数或变量

1.1它们的模板名称、运算符函数ID或文本运算符ID引用同一模板和
[…]
1.3它们相应的整型或枚举型非类型模板参数具有相同的值

形式上，名称用于表示实体
basic。概念#5

每个表示实体的名称都由一个声明引入。

那么，是否Foo

然而，在最新的草案中有些变化。它引入了一个新的措辞“模板参数等效”<温度。类型#1

两个模板ID相同，如果

1.1它们的模板名称、运算符函数标识或文字运算符标识引用相同的模板，并且
1.2...
1.3它们相应的非类型模板参数在转换为模板参数类型后是模板参数等效的（见下文）

和
模板参数等价

两个值是模板参数等效的，如果它们是相同的类型和

它们是整型的它们的值是相同的

正如在其他答案中所说，Foo的推导类型

在确定模板参数的类型时，将忽略模板参数上的顶级cv限定符。

因此在转换为模板参数的类型后，这两个值是相同类型的，因此它们是模板参数等效的。所以，在c20标准下讨论这个例子，GCC仍然是错误的。

Answer 3

这都是描述decltype如何工作的规则。

[dcl.type.simple]

4对于表达式e，由decltype（e）表示的类型定义如下：

>

如果e是命名结构化绑定的未加括号的id表达式（[dcl.struct.bind]），则dectype（e）是结构化绑定声明规范中给出的引用类型；

否则，如果e是未加密的id表达式或未加密的类成员访问，decltype（e）是由e命名的实体的类型。如果没有这样的实体，或者如果e命名了一组重载函数，则程序的格式不正确；

否则，如果e是xvalue，decltype（e）是T

否则，如果e是左值，decltype（e）是T

否则，dectype（e）是e的类型。

当使用dectype（auto）时，e是用作对象（arg）初始化器的表达式。在OP中，这个表达式是x。它是一个未加括号的id表达式，因此dectype（x）将是由x命名的实体的类型。该类型是int const，因为conexpr说明符意味着const。

[dcl.constexpr]

9对象声明中使用的constepr说明符将对象声明为const。此类对象应具有文字类型，并应初始化。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，这里有一个可爱的代码示例修改，使GCC接受它。

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

为什么呢？这是因为x不再是一个id表达式。它是一个类型为int的普通旧prvalue表达式，具有与x相同的值。这就是decltype（auto）推导出的int。

总而言之，拒绝您的代码的编译器是正确的。我猜它会告诉你，对非类型模板参数使用dectype（自动）应该附带一个简短的免责声明。