如果 constexpr 分支的 MSVC 和 clang 的不同行为

Question

给定这个辅助函数：

template<typename Type>
std::string toString(Type const& value, bool encloseInQuotes = false) {
  if constexpr (std::is_same<bool, Type>::value) {
    auto s = value ? "true" : "false";
    return encloseInQuotes ? "\""s + s + "\"" : s;
  }

  if constexpr (std::is_arithmetic<Type>::value) {
    if (std::isnan(value)) {
      return encloseInQuotes ? "\"NaN\"" : "NaN";
    }
  }

  return "";
}

它应该将基本类型（和字符串）转换为字符串表达式，但在使用 MSVC 时会出现编译错误：

int main() {
  std::string temp = toString(true);
  return 0;
}

使用 clang 编译没有任何问题，但是使用 MSVC 我得到了这个：

2>c:\program files (x86)\windows kits\10\include\10.0.10240.0\ucrt\math.h(403): 错误 C2668: 'fpclassify': 对重载函数的模糊调用

2>c:\program files (x86)\windows kits\10\include\10.0.10240.0\ucrt\math.h(288)：注意：可能是'int fpclassify(long double) noexcept'

2>c:\program files (x86)\windows kits\10\include\10.0.10240.0\ucrt\math.h(283): note: or 'int fpclassify(double) noexcept'

2>c:\program files (x86)\windows kits\10\include\10.0.10240.0\ucrt\math.h(278): note: or 'int fpclassify(float) noexcept'

2>c:\program files (x86)\windows kits\10\include\10.0.10240.0\ucrt\math.h(403)：注意：在尝试匹配参数列表时'(_Ty)'

2> 与

2> [

2> _Ty=int

2>]

2>：注意：请参阅正在编译的函数模板实例化 'bool isnan(_Ty) noexcept' 的参考

2> 与

2> [

2> 类型=int，

2> _Ty=int

2>]

显然，编译器也将if constexpr (std::is_arithmetic<Type>::value) 测试视为有效的替代方案，并生成上述错误。但是，在运行时，它正确地采用了 bool 的路径（当我省略 if constexpr (std::is_arithmetic<Type>::value) 部分或使用演员 if (std::isnan(static_cast<double>(value))) 时）。

如何在 Windows 上也能正确编译？

Answer 1

对于bool，至少有两个类型特征返回true：

std::is_same<bool, Type>::value
std::is_arithmetic<Type>::value

然后您拨打电话std::isnan(true)。使用else if:

if constexpr (std::is_same<bool, Type>::value) {
    auto s = value ? "true" : "false";
    return encloseInQuotes ? "\""s + s + "\"" : s;
}
else if constexpr (std::is_arithmetic<Type>::value) {
    if (std::isnan(value)) {
        return encloseInQuotes ? "\"NaN\"" : "NaN";
    }
    ...
}
else
    return "";

Answer 2

std::isnan 和 std::isinf 在 MSVC 中看似内部调用 fpclassify。该函数对浮点类型进行了重载，并且您传递了bool 类型的参数，因此调用不明确。

为避免这种情况，您可以将参数转换为例如double：

if constexpr (std::is_arithmetic<Type>::value) {
  if (std::isinf((double)value)) {
    return encloseInQuotes ? "\"INF\"" : "INF";
  }

  if (std::isnan((double)value)) {
    return encloseInQuotes ? "\"NaN\"" : "NaN";
  }

现场演示：https://godbolt.org/z/W7Z3r3

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更新

这似乎是 MSVC 实现中的一个错误，因为根据 cppreference，应该有一个与 double 重载行为相同的整数参数的重载。最小的例子：

auto b = std::isnan(1);

现场演示：https://godbolt.org/z/qcTfQs