与 decltype 一起使用时的函数类型

Question

我正在研究 decltype 和 std::is_same_v 并尝试了它们的功能。

template<typename T>
void func(T t){}

template<typename T>
using f = decltype(func<T>);

template<typename T>
using ff = decltype((func<T>));

template<typename T>
using fff = void(*)(T);


template<typename T, typename U, typename Z>
void test(T t, U u, Z z){
   std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
   std::cout << std::boolalpha
             << std::is_same_v<T, U> << " "
             << std::is_same_v<U, Z> << " "
             << std::is_same_v<Z, T>;
}
int main()
{
    f<int> f1; // 1
    ff<int> ff1 = func<int>; // 2
    fff<int> fff1 = func<int>;

    test(f1, ff1, fff1);
    return 0;
}

link to the demo

输出：

void test(T, U, Z) [with T = void (*)(int); U = void (*)(int); Z = void (*)(int)]
true true true

编辑时我错误地删除了参数并运行了代码。 link to the demo

template<typename T, typename U, typename Z>
void test(T t, U u) // Z z is missing
{ // nothing changed in the body }

no matching function for call to 'test(void (&)(int), void (&)(int), void (*&)(int))'
   36 |     test(f1, ff1, fff1);
      |                       ^

看起来Z 是不同的类型，但std::is_same_v<U, Z> 给出了true。而且我认为ff 和f 根据decltype in cpprefernce 将是不同的类型

请注意，如果一个对象的名称被括号括起来，它被视为一个普通的左值表达式，因此 decltype(x) 和 decltype((x)) 通常是不同的类型。

---

1. 当我尝试初始化 f f1 = func<int>; 时，我收到一个警告和一个错误。

 warning: declaration of 'void f1(int)' has 'extern' and is initialized
   32 |     f<int> f1 =func<int>;
      |            ^~
<source>:32:16: error: function 'void f1(int)' is initialized like a variable
   32 |     f<int> f1 =func<int>;
      |                ^~~~~~~~~

1. 当我不初始化 ff ff1; 时，我收到一条错误消息

error: 'ff1' declared as reference but not initialized
   33 |     ff<int> ff1 ;
      |             ^~~

据我所知，由于decltype((func<T>))，我得到了引用类型，但std::is_same_v 在test 中给出了true。

显然，std::is_same_v 告诉这三个都是相同的，但它们是不同的。我是 C++ 的初学者，我无法理解发生了什么。

Answer 1

您的代码类似于：

f<int> f1;                 // `void f1(int);`, function declaration
ff<int> ff1 = func<int>;   // `void (&ff1)(int) = func<int>;`, reference to function
fff<int> fff1 = func<int>; // `void (*fff1)(int) = &func<int>;` pointer to function,
                           // decay of `func<int>` to pointer

作为 C 数组，不能按值传递函数；它们衰减为指针。

所以

test(f1, ff1, fff1); // test(&f1, &ff1, fff1);

在测试内部，所有参数都有void (*)(int)类型。