标准::对<auto, auto>返回类型

Question

我在std::pair玩弄auto 。 在下面的代码中，函数f应该返回依赖于模板参数的std::pair类型。

一个工作示例：

例 1

template <unsigned S>
auto f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2}; // pair of ints
    else if constexpr (S == 2)
        return std::pair{1.0, 2.0}; // pair of doubles
    else
        return std::pair{0.0f, 0.0f}; // pair of floats
}

这适用于 gcc 9.2、gcc 10.0、clang 9.0 和 clang 10.0。

接下来，为了清晰起见，我想将返回类型显式写为std::pair ：

例2

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return {1, 2};
    /* ... */
}

gcc 9.2/10.0 和 clang 9.0/10.0 都无法编译这个。

海湾合作委员会 9.2

error: invalid use of 'auto'
error: template argument 1 is invalid // first argument (auto) of std::pair
error: template argument 2 is invalid // second argument (auto) of std::pair
error: cannot convert '<brace-enclosed initializer list>' to 'int' in return

从最后一条错误消息来看，gcc 9.2 似乎认为std::pair<auto, auto>是一个int 。 这怎么解释？

海湾合作委员会 10.0

error: returning initializer list

这个错误是可以理解的，但是，我希望调用std::pair的构造函数，或者我在这里遗漏了什么？

叮当 9.0 和 10.0

'auto' not allowed in template argument
excess elements in scalar initializer
no matching function for call to 'f'

好吧，clang 不喜欢这些。 从第二条错误消息来看，似乎 clang 也认为返回类型是int 。

最后，为了修复使用 gcc 10.0 编译时出现的错误，我决定明确返回一个std::pair ：

例3

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2};
    /* ... */
}

叮当 9.0 和 10.0

和以前一样，但有一个额外的：

no viable conversion from returned value of type 'std::pair<int, int>' to function return type 'int'

这里 clang 仍然认为我们正在返回一个int ？

海湾合作委员会 9.2

和之前一样。

海湾合作委员会 10.0

有用！

我想某些功能仍然需要实现，或者在上述一种情况下，是否有一个正确的编译器和另一个错误的编译器？ 在我看来，示例 2 应该有效。 或者不应该？

Answer 1

语法：

std::pair<auto, auto> f() { return std::pair(1, 2); }
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

是原始概念 TS 的一部分，但未包含在作为 C++20 一部分的概念提案中。 因此，C++20 中唯一的占位符类型是auto （及其变体，如auto** ）、 decltype(auto)和受约束的占位符（ Concept auto及其变体）。 这种嵌套的占位符类型非常有用，但不是 C++20 的一部分，因此函数声明是格式错误的。

现在，gcc 允许它，因为 gcc 实现了概念 TS，我猜他们决定保留这个功能。 clang 从未实现过 TS，所以它没有。

无论哪种方式，这：

std::pair<auto, auto> f() { return {1, 2}; }

永远是畸形的。 语法的含义是我们推导出返回类型，然后要求它与某些类型T和U pair<T, U>匹配。 我们基本上是在尝试调用发明的函数：

template <typename T, typename U>
void __f(std::pair<T, U>);

__f({1, 2}); // this must succeed

但是您不能从{1, 2}推导出类型 - 花括号初始化列表没有类型。 也许这是应该探索的事情（因为至少在这样的简单案例中很容易理解），但从未被允许。 因此，无论哪种方式，拒绝它都是正确的。

最后：

gcc 9.2 似乎相信std::pair<auto, auto>是一个int 。 这怎么解释？

出于某种原因（可能是由于我们的 C 遗留的隐式int ），当 gcc 无法识别或理解类型时，它只是使用int作为错误消息中的占位符。 这非常令人困惑，因为显然是 gcc 提出了int而不是源代码。 但事情就是这样。