为什么模板模板参数中的概念没有得到验证？

Question

C++20 允许程序为模板模板参数指定概念。例如，

#include <concepts>

template <typename T> concept Char = std::same_as<T, char>;
template <typename> struct S {};
template <template <Char U> typename T, typename U> T<U> foo() { return {}; }

int main() { foo<S, int>(); }

函数foo 的第一个模板参数应该是一个单参数模板。

概念Char 被定义为只有char 类型为真，因此满足int 的尝试将失败。以上程序仍被所有编译器接受：https://gcc.godbolt.org/z/PaeETh6GP

能否请您解释一下，为什么可以指定模板模板参数中的概念，但仍然会被忽略？

Answer 1

模板（实际）参数匹配模板（正式）参数，如果后者至少与前者一样专业。

template <Char> typename T 比template <typename> struct S 更专业化。粗略地说，template <Char> 接受 template <typename> 接受的子集（“至少作为专业”的确切定义实际上相当复杂，但这是第零个近似值）。

这意味着实际参数可以在可以使用形参的所有上下文中使用。也就是说，对于T<K> 有效的任何类型K，S<K> 也有效（因为S<K> 对任何K 都有效）。

所以可以用S 代替T。

如果你反其道而行之：

template<typename T> concept Any = true; 
template<typename T> concept Char = Any<T> && std::same_as<T, char>;

template<template<Any> class T> void foo();
          
template<Char> struct S { };
          
int main()  
{           
    foo<S>(); 
}

那么这是不正确的，因为（大致）您可以说T<int>，但不能说S<int>。所以S 不是T 的有效替代品。

注意事项：

1. 为什么我们需要这个永远正确的概念Any？简单地说template <template <typename> typename>有什么问题？嗯，这是因为一个特殊的规则：如果参数根本没有受到约束，那么参数的约束就会被忽略，一切正常。
2. 为什么写Any<T> && std::same_as<T, char>;？为了说明一点。实际规则不会评估约束的布尔值，而是将约束作为公式进行比较，其中原子约束用作变量，请参阅here。所以正式的原因是S 有一个比T 严格更大（包含方面）的原子约束集的合取。如果S 具有相同或严格较小的集合，则它是格式良好的。如果两个集合不是按包含排序的，那么这两个模板都不是更专业的，并且没有匹配。