为什么 C++ 的“变量模板”的行为不符合预期？

Question

#include <type_traits>

template<typename T>
struct remove_cvref
{
    using type = std::remove_cv_t<
            std::remove_reference_t<T>>;
};

template<typename T>
using remove_cvref_t = 
typename remove_cvref<T>::type;

template<typename T>
constexpr bool isCc = std::is_copy_constructible_v<
remove_cvref_t<T>>;

class A final
{
public:
    A() = default;
    template<typename T, bool = isCc<T>> // error
    A(T&&) {}
};

A f()
{
    A a;
    return a;
}

int main()
{}

错误信息：

error : constexpr variable 'isCc<const A &>' must be initialized by a constant expression
1>main.cpp(14):  note: in instantiation of variable template specialization 'isCc<const A &>' requested here
1>main.cpp(15):  note: in instantiation of default argument for 'A<const A &>' required here
1>C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\include\type_traits(847):  note: while substituting deduced template arguments into function template 'A' [with T = const A &, b1 = (no value)]
1>main.cpp(8):  note: in instantiation of variable template specialization 'std::is_copy_constructible_v<A>' requested here
1>main.cpp(14):  note: in instantiation of variable template specialization 'isCc<A>' requested here
1>main.cpp(15):  note: in instantiation of default argument for 'A<A>' required here
1>main.cpp(21):  note: while substituting deduced template arguments into function template 'A' [with T = A, b1 = (no value)]

但是，如果我将类 A 更改如下：

class A final
{
public:
    A() = default;
    template<typename T, 
    bool = std::is_copy_constructible_v<
        remove_cvref_t<T>>> // ok
    A(T&&) {}
};

然后一切正常。

为什么 C++ 的 variable template 没有按预期运行？

Answer 1

在std::is_copy_constructible_v<A> 被实例化的时候，即在isCc 的定义之后，A 不完整，而std::is_copy_constructible_v 要求它的模板参数是完整的。

这段代码是否应该工作仍然是一个起草问题：Core Language Issue 287，所以一些编译器接受你的代码而其他编译器拒绝它是合理的。

在没有isCc的版本中，即使在std::is_copy_constructible_v<A>被实例化的时候，A也是完整的¹，所以所有的编译器都会欣然接受代码。

---

¹标准中的相关规则：

[class.member]/6

一个类的完整类上下文是一个

• 函数体，
• 默认参数，
• noexcept 说明符（[except.spec]），
• 合同条件，或
• 默认成员初始化器

在类的成员规范中...

[class.member]/7

...该类在其完整类上下文中被认为是完整的...

Answer 2

我已在 Visual Studio 2017 CE 版本 15.8.6 中成功编译了 OP's 原始建议代码，我的编译器语言标准在我的 IDE's 设置中设置为 ISO C++ Latest Draft Standard (/std:c++latest)，并且我的机器运行的是 Windows 7 64bit Ultimate。我在Debug - x86 模式下构建& rand 代码。

我什至在 main 中调用了他的函数 f()，它仍然构建、编译、运行和退出而没有错误。

然后他在 cmets 中回复：

我的编译器是 windows 上的 clang 7.0

我不知道这是否是 Clang's 编译器中的错误，或者 Clang 只是对它的解释不同。

如果可以的话，可以尝试用不同的编译器编译你最初的尝试，尝试GCC 或Clang 的不同版本，看看你是否得到不同的结果。

这是一件有趣的事情，我认为需要进一步调查以确定它是否与 Clang's 编译器特别有关。

Answer 3

is_copy_constructible_v 已在 C++17 中添加，而 std::remove_cvref 将在 C++20 中添加。 C++20 支持仍处于试验阶段。

编写正确的 C++14 代码将解决问题：

template<typename T>
constexpr bool isCc = std::is_copy_constructible<std::remove_reference_t<::std::remove_cv_t<T>>>::value;

或 C++17：

template<typename T>
constexpr bool isCc = std::is_copy_constructible_v<std::remove_reference_t<::std::remove_cv_t<T>>>;

回答下一个问题：

std::is_copy_constructible模板参数要求是

T 应为完整类型、cv void 或未知边界数组。

当 T 为 A 时，template<typename T, bool = isCc<T>> 不是这样