C++20 中的 requires-expression 可以是隐式转换为 bool 的类型吗？答案

【问题标题】：Can requires-expression in C++20 be of type implicitly convertible to bool?C++20 中的 requires-expression 可以是隐式转换为 bool 的类型吗？
【发布时间】：2021-10-02 08:45:09
【问题描述】：

在以下示例中，第二个 f 函数重载的 requires 表达式具有 std::integral_constant<bool,true> 类型，可隐式转换为 bool：

#include <type_traits>

struct S {
    static constexpr bool valid = true;
};

template<typename T>
int f() { return 1; }
template<typename T>
int f() requires( std::bool_constant< T::valid >() ) { return 2; }

int main() {
    return f<S>();
}

可以观察到 GCC 拒绝了程序，因为类型不完全是 bool，但 Clang 接受，但选择了另一个重载 int f() { return 1; }。演示：https://gcc.godbolt.org/z/nf65zrxoK

这里哪个编译器是正确的？

【问题讨论】：

我没有找到任何可以将任何表达式隐式转换为布尔值的东西。因此，gcc 对我来说看起来不错。要获得到 bool 的显式转换，您必须编写：std::bool_constant< T::valid >::value 或执行像 (bool)std::bool_constant< T::valid > 这样的显式转换。如果你想调用执行操作符，你必须在之前创建一个对象：std::bool_constant< T::valid >{}()。您忘记创建对象只是代码中的一个错字吗？

标签： c++ language-lawyer c++20 c++-concepts

【解决方案1】：

我相信 GCC 是正确的 — 类型必须是 bool，完全符合 [temp.constr.atomic]/3（注意这里的 E 是 std::bool_constant< T::valid >()）：

要确定是否满足原子约束，首先将参数映射和模板参数代入其表达式。如果替换导致无效的类型或表达式，则不满足约束。否则，如有必要，将执行左值到右值的转换，并且 E 应为 bool 类型的常量表达式。当且仅当对 E 的评估结果为真时，才满足约束。如果在程序的不同点，对于相同的原子约束和模板参数，满足结果不同，则程序是非良构的，不需要诊断。 [ 例子：
template<typename T> concept C =
  sizeof(T) == 4 && !true;      // requires atomic constraints sizeof(T) == 4 and !true

template<typename T> struct S {
  constexpr operator bool() const { return true; }
};

template<typename T> requires (S<T>{})
void f(T);                      // #1
void f(int);                    // #2

void g() {
  f(0);                         // error: expression S<int>{} does not have type bool
}                               // while checking satisfaction of deduced arguments of #1;
                                // call is ill-formed even though #2 is a better match
—结束示例]

【讨论】：