运算符 && 在 constexpr 上下文中的奇怪行为

Question

以下代码尝试根据参数包中传递的最后一个参数做出编译时决策。 它包含一个比较，如果参数包 arguments 的数量 > 0，然后尝试获取它的最后一个元素。 但是，构造的元组是在一个无效索引处访问的，该索引应该大于最大元组索引（如static_assert所示）。
如果我做cnt-1那怎么可能？

演示

#include <cstdio>
#include <concepts>
#include <utility>
#include <tuple>


template <typename... Args>
auto foo(Args&&... args)
{
    auto tuple = std::forward_as_tuple(std::forward<Args>(args)...);
    constexpr std::size_t cnt = sizeof...(Args);

    if constexpr (cnt > 0 && std::same_as<std::remove_cvref_t<std::tuple_element_t<cnt-1, decltype(tuple)>>, int>) {
        printf("last is int\n");
    } else {
        printf("last is not int\n");
    }
}

int main()
{
    foo(2);

    foo();
}

错误：

/opt/compiler-explorer/gcc-12.2.0/include/c++/12.2.0/tuple: In instantiation of 'struct std::tuple_element<18446744073709551615, std::tuple<> >':
<source>:13:25:   required from 'auto foo(Args&& ...) [with Args = {}]'
<source>:24:8:   required from here
/opt/compiler-explorer/gcc-12.2.0/include/c++/12.2.0/tuple:1357:25: error: static assertion failed: tuple index must be in range
 1357 |       static_assert(__i < sizeof...(_Types), "tuple index must be in range");
      |                     ~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/opt/compiler-explorer/gcc-12.2.0/include/c++/12.2.0/tuple:1357:25: note: the comparison reduces to '(18446744073709551615 < 0)'
/opt/compiler-explorer/gcc-12.2.0/include/c++/12.2.0/tuple:1359:13: error: no type named 'type' in 'struct std::_Nth_type<18446744073709551615>'
 1359 |       using type = typename _Nth_type<__i, _Types...>::type;
      |             ^~~~

Answer 1

阻止 rhs 被评估（在运行时计算其值）的短路不会阻止它被实例化（将模板 arguments 替换为模板，检查它们的有效性，所有这些都在编译时进行）。

我没有看到它不能按您期望的方式工作的任何特殊原因，它只是没有添加到语言中（还）。

正如@wohlstad 所说， if constexpr是解决方案：

if constexpr (cnt > 0)
{
    if constexpr (std::same_as<std::remove_cvref_t<std::tuple_element_t<cnt - 1, decltype(tuple)>>, int>)
    {
        ...

第一个if必须是 constexpr，而第二个只能是（在您的场景中）。

Answer 2

您可以强制编译器仅在cnt > 0时评估第二个条件，使用if constexpr （自 c++17 起可用）并分成 2 个嵌套的if s：

#include <cstdio>
#include <concepts>
#include <utility>
#include <tuple>

template <typename... Args>
auto foo(Args&&... args)
{
    auto tuple = std::forward_as_tuple(std::forward<Args>(args)...);
    constexpr std::size_t cnt = sizeof...(Args);

//-----vvvvvvvvv---------
    if constexpr (cnt > 0)
    {
        if (std::same_as<std::remove_cvref_t<std::tuple_element_t<cnt - 1, decltype(tuple)>>, int>) {
            printf("last is int\n");
        }
        else {
            printf("last is not int\n");
        }
    }
}

int main()
{
    foo(2);
    foo();
}

Output：

last is int