decltype（）可变参数模板基类

Question

我有以下代码，我希望decltype()不能在Derived类上run()基类方法返回类型，因为基类没有默认构造函数。

class Base
{
  public:
    int run() { return 1; }

  protected:
    Base(int){}
}; 

struct Derived : Base
{
  template <typename ...Args>
  Derived(Args... args) : Base{args...}
  {}
};

int main()
{
  decltype(Derived{}.run()) v {10}; // it works. Not expected since
                                    // Derived should not have default constructor
  std::cout << "value: " << v << std::endl;

  //decltype(Base{}.run()) v1 {10}; // does not work. Expected since 
                                    // Base does not have default constructor
  //std::cout << "value: " << v1 << std::endl;
}

我知道你可以使用declval<>来获取成员函数，而无需通过构造函数，但我的问题是为什么decltype在这里工作。 我试图在C ++标准中找到相关的东西，但没有找到任何东西。 还尝试了多个编译器（gcc 5.2,7.1和clang 3.8）并具有相同的行为。

Answer 1

看到无价值背景的魔力......和说谎。

实际上尝试做类似的事情：

Derived d;

将是一个编译错误。 这是一个编译器错误，因为在评估Derived::Derived()的过程中，我们必须调用Base::Base() ，它不存在。

但这是构造函数实现的细节。 在评估的背景下，我们当然需要知道这一点。 但在未评估的背景下，我们不需要走得那么远。 如果你检查std::is_constructible<Derived>::value ，你会发现这是true ！ 这是因为您可以在没有参数的情况下实例化该构造函数 - 因为该构造函数的实现超出了该实例化的直接上下文。 这个谎言 - 你可以默认构造Derived - 允许你在这个上下文中使用Derived{} ，编译器很乐意让你继续你的快乐方式，看看decltype(Derived{}.run())是int （这也不涉及实际调用run ，因此该函数的主体同样无关紧要）。

如果您在Derived构造函数中诚实：

template <typename ...Args,
    std::enable_if_t<std::is_constructible<Base, Args&...>::value, int> = 0>
Derived(Args&... args) : Base(args...) { }

然后decltype(Derived{}.run())将无法编译，因为现在Derived{}即使在未评估的上下文中也是不正确的。

避免欺骗编译器是件好事。

Answer 2

当decltype的表达式涉及函数模板时，编译器仅查看模板函数的签名，以确定如果表达式确实在评估的上下文中，是否可以实例化模板。 此时不使用该函数的实际定义。

（事实上​​，这就是为什么std::declval可以在decltype使用的原因，即使std::declval根本没有定义。）

您的模板构造函数具有相同的签名，就像简单声明但尚未定义一样：

template <typename ...Args>
Derived(Args&... args);

在处理decltype ，编译器只查看那么多信息并确定Derived{}是一个有效的表达式，一个Derived<>类型的右值。 : Base{args...}部分是模板定义的一部分，不会在decltype 。

如果你想在那里编译错误，你可以使用这样的东西使你的构造函数更“SFINAE友好”，这意味着关于模板的特化是否实际有效的信息被放入模板签名中。

template <typename ... Args, typename Enable =
    std::enable_if_t<std::is_constructible<Base, Args&...>::value>>
Derived( Args& ... args ) : Base{ args... }
{}

您可能还想修改构造函数以避免“过于完美的转发”。 如果你做Derived x; Derived y{x}; Derived x; Derived y{x}; ，模板专业化Derived(Derived&); 将是一个比隐式Derived(const Derived&);更好的匹配Derived(const Derived&); ，你最终会尝试将x传递给Base{x}而不是使用Derived的隐式复制构造函数。