if constexpr 和 requires-expression 用于临时概念检查答案

【问题标题】：if constexpr and requires-expression for ad-hoc concepts checkingif constexpr 和 requires-expression 用于临时概念检查
【发布时间】：2018-04-19 01:20:27
【问题描述】：

假设给定 C++17 的 if constexpr 和 Concepts TS（例如，在最近的 gcc 版本中），我们想检查模板函数中的类型是否具有嵌套类型：

#include <iostream>

struct Foo { using Bar = int; };

template<typename T>
void doSmth(T)
{
    if constexpr (requires { typename T::Bar; })
        std::cout << "has nested! " << typename T::Bar {} << std::endl;
    else
        std::cout << "no nested!" << std::endl;
}

int main()
{
    doSmth(Foo {});
    //doSmth(0);
}

关于概念的文档很少，所以我可能弄错了，但似乎就是这样（现场示例在 Wandbox）。

现在让我们考虑取消注释另一个doSmth 调用时会发生什么。期望 requires 子句评估为 false 似乎是合理的，并且将采用 if constexpr 的 else 分支。与此相反，gcc 使这是一个硬错误：

prog.cc: In instantiation of 'void doSmth(T) [with T = int]':
prog.cc:17:13:   required from here
prog.cc:8:5: error: 'int' is not a class, struct, or union type
     if constexpr (requires { typename T::Bar; })
     ^~

这是 gcc 中的错误，还是预期的行为？

【问题讨论】：

请注意，使用单独的类（非原始类）也会产生硬错误：wandbox.org/permlink/QIBdPOsxSVK5AD9r
AFAIK gcc 的概念实现是基于 Concepts TS 的，它只被接受了一些修改，包括限制使用 requires 子句的位置。在P0266 中单独提出了允许这样做。我认为我们还不能回答您的问题。
我的问题似乎与stackoverflow.com/q/53493715/893406有关，您的回答是这个硬错误是设计使然。
它开始使用最新的 GCC 版本：wandbox.org/permlink/QIBdPOsxSVK5AD9r

标签： c++ c++-concepts c++20

【解决方案1】：

Concepts issue 3（“在更多情况下允许requires-expressions”）在 6 月获得了 WP 状态。从[expr.prim.req] 的当前外观来看，尤其是 p6：

将模板参数替换为 requires-expression 可能会导致在其需求中形成无效类型或表达式，或者违反这些需求的语义约束。在这种情况下，requires-expression 的计算结果为 false；它不会导致程序格式错误。

我会说你的代码很好，而 GCC 没有正确实现问题 3 的解决方案。

【讨论】：

感谢您确认此语法没问题！问题是requires 表达式内部的失败会导致完全的硬失败，如果使用std::is_same_v 写出类似要求T 是Foo 的内容，它就可以正常工作。可悲的是，我对标准的了解还不够，无法弄清楚这是否已经遵循标准和提案，或者是否应该特别注意它。
@0xd34df00d 糟糕，我没有正确阅读问题。稍后我可能会看看，但现在看来这肯定不是问题（会破坏 requires 表达式本身的目的）。
@0xd34df00d 调整了答案。
太好了，非常感谢！我应该更彻底地阅读您最初提到的段落。

【解决方案2】：

这是一个在if constexpr 中使用concept 的工作示例，用于检查一个类型是否具有方法foo 以及作为模板提供的特定返回类型T参数：

template<class P, class T>
concept Fooable = requires(P p) {
    requires std::same_as<decltype(p.foo()), T>;
};

template<typename T>
void printIsFooable(const auto& p) {
    if constexpr( Fooable<decltype(p), T> ) {
        std::cout << "fooable <" << typeid(T).name() << ">" << std::endl;
    }
    else {
        std::cout << "not fooable <" << typeid(T).name() << ">" << std::endl;
    }
}

struct MyFoo {
    void foo() const {}
};

int main() {
    printIsFooable<void>(MyFoo{}); // fooable <v>
    printIsFooable<int>(MyFoo{});  // not fooable <i>
    printIsFooable<void>(int{});   // not fooable <v>
}

代码使用 C++20 in GCC 和 in Clang 编译。

【讨论】：

【解决方案3】：

它从 C++2a 和 gcc 10 开始工作： https://wandbox.org/permlink/qH34tI6oRJ3Ck7Mm

【讨论】：