c++ - 未评估上下文中的默认模板参数和 lambda : bug or feature?

Question

我们考虑使用完全相同的语法创建两种不同类型的目标。这可以通过 lambdas 轻松完成:

auto x = []{};
auto y = []{};
static_assert(!std::is_same_v<decltype(x), decltype(y)>);

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但我们不是使用 lambda，而是寻找另一种更优雅的语法。这里有一些测试。我们首先定义一些工具:

#include <iostream>
#include <type_traits>
#define macro object<decltype([]{})>
#define singleton object<decltype([]{})>

constexpr auto function() noexcept
{
    return []{};
}

template <class T = decltype([]{})>
constexpr auto defaulted(T arg = {}) noexcept
{
    return arg;
}

template <class T = decltype([]{})>
struct object
{
    constexpr object() noexcept {}
};

template <class T>
struct ctad
{
    template <class... Args>
    constexpr ctad(const Args&...) noexcept {}
};

template <class... Args>
ctad(const Args&...) -> ctad<decltype([]{})>;

以及以下变量:

// Lambdas
constexpr auto x0 = []{};
constexpr auto y0 = []{};
constexpr bool ok0 = !std::is_same_v<decltype(x0), decltype(y0)>;

// Function
constexpr auto x1 = function();
constexpr auto y1 = function();
constexpr bool ok1 = !std::is_same_v<decltype(x1), decltype(y1)>;

// Defaulted
constexpr auto x2 = defaulted();
constexpr auto y2 = defaulted();
constexpr bool ok2 = !std::is_same_v<decltype(x2), decltype(y2)>;

// Object
constexpr auto x3 = object();
constexpr auto y3 = object();
constexpr bool ok3 = !std::is_same_v<decltype(x3), decltype(y3)>;

// Ctad
constexpr auto x4 = ctad();
constexpr auto y4 = ctad();
constexpr bool ok4 = !std::is_same_v<decltype(x4), decltype(y4)>;

// Macro
constexpr auto x5 = macro();
constexpr auto y5 = macro();
constexpr bool ok5 = !std::is_same_v<decltype(x5), decltype(y5)>;

// Singleton
constexpr singleton x6;
constexpr singleton y6;
constexpr bool ok6 = !std::is_same_v<decltype(x6), decltype(y6)>;

以及以下测试:

int main(int argc, char* argv[])
{
    // Assertions
    static_assert(ok0); // lambdas
    //static_assert(ok1); // function
    static_assert(ok2); // defaulted function
    static_assert(ok3); // defaulted class
    //static_assert(ok4); // CTAD
    static_assert(ok5); // macro
    static_assert(ok6); // singleton (macro also)

    // Display
    std::cout << ok1 << std::endl;
    std::cout << ok2 << std::endl;
    std::cout << ok3 << std::endl;
    std::cout << ok4 << std::endl;
    std::cout << ok5 << std::endl;
    std::cout << ok6 << std::endl;

    // Return
    return 0;
}

这是使用当前主干版本的 GCC 编译的，带有选项 -std=c++2a。查看结果 here在编译器资源管理器中。

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ok0、ok5 和 ok6 工作的事实并不令人意外。然而，ok2 和 ok3 是 true 而 ok4 不是这一事实让我很惊讶。

• 谁能解释一下使 ok3 true 但 ok4 false 的规则？
• 它真的应该如何工作，或者这是一个关于实验性功能的编译器错误(未评估的上下文中的 lambdas)？ (非常欢迎引用标准或 C++ 提案)

注意:我真的希望这是一个功能而不是错误，只是因为它可以实现一些疯狂的想法

Answer 1

Could someone provide an explanation of the rules that make ok3 true but ok4 false?

ok3 为真，因为使用 lambdas 类型作为默认类型。

The type of a lambda-expression (which is also the type of the closure object) is a unique, unnamed non-union class type,

因此，object 的默认模板类型、macro 和 singltone 的模板参数类型在每次实例化后总是不同的。但是，对于函数 function 调用返回的 lambda 是唯一的，并且它的类型是唯一的。模板函数 ctad 仅具有参数模板，但返回值是唯一的。如果重写函数为:

template <class... Args, class T =  decltype([]{})>
ctad(const Args&...) -> ctad<T>;

在这种情况下，每次实例化后返回类型都会不同。