c++ - 即使使用 "Cannot form reference to void"也会出现 `requires(!std::is_void_v<T>)` 错误

Question

我正在编写一个指针类并重载取消引用运算符operator*，它返回对所指向对象的引用。当指向的类型不是 void 时，这很好，但是我们无法创建对 void 的引用，因此我尝试在指向的类型为无效。

但是，对于 void 情况，我仍然收到来自 GCC、Clang 和 MSVC 的编译器错误，即使它不满足 require 子句。

这是一个最小的示例和编译器资源管理器链接 ( https://godbolt.org/z/xbo5v3d1E )。

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <class T>
struct MyPtr {
    T* p;

    T& operator*() requires(!std::is_void_v<T>)
    {
        return *p;
    }
};

int main() {
    int x = 42;

    MyPtr<int> i_ptr{&x};
    *i_ptr = 41;

    MyPtr<void> v_ptr{&x};
    std::cout << *static_cast<int*>(v_ptr.p) << '\n';

    std::cout << x << '\n';
    return 0;
}

这是错误(在 Clang 中):

<source>:7:6: error: cannot form a reference to 'void'
    T& operator*()
     ^
<source>:20:17: note: in instantiation of template class 'MyPtr<void>' requested here
    MyPtr<void> v_ptr{&x};
                ^
1 error generated.
ASM generation compiler returned: 1
<source>:7:6: error: cannot form a reference to 'void'
    T& operator*()
     ^
<source>:20:17: note: in instantiation of template class 'MyPtr<void>' requested here
    MyPtr<void> v_ptr{&x};
                ^
1 error generated.
Execution build compiler returned: 1

但是，如果我将 operator* 的返回类型从 T& 更改为 auto&，那么它可以在所有 3 个编译器中工作。如果我使用尾随返回类型 auto ... -> T& 我也会在所有 3 个编译器中遇到错误。

这是一个三重编译器错误、用户错误还是这是预期的行为？

Answer 1

requires子句并不重要，因为 T是类模板的参数。一次T已知，该类可以实例化，但如果 T是 void ，由于成员函数签名，实例化失败。

您可以输入 requires在整个类上，或者使成员函数成为这样的模板:

template<typename U = T>
U& operator*() requires(!std::is_void_v<U> && std::is_same_v<T, U>)
{
    return *p;
}

Demo

创建返回类型auto&几乎是一样的:返回类型是通过替换 auto 推导出来的具有虚数类型模板参数 U然后执行模板参数推导。请注意，上面带有 requires 的版本如果您尝试将此函数与 U=void 一起使用，则会清除编译错误:海湾合作委员会说template argument deduction/substitution failed: constraints not satisfied .

我认为没有办法准确重现 auto& 的内容。返回类型通过使函数成为模板来实现。像这样的事情可能会很接近:

template<typename U = T>
std::enable_if_t<!std::is_void_v<T>, U>& operator*() 
{
    return *p;
}

使用 std::enable_if 将您正在尝试的内容与等效内容进行比较(没有概念):

template<std::enable_if_t<!std::is_void_v<T>, bool> = true>
T& operator*()
{
    return *p;
}

这会给你一个类似 no type named 'type' in 'struct std::enable_if<false, bool>' 的错误，因为 SFINAE 在这种情况下不起作用 T不是函数模板的参数。

从技术上讲，您还可以根据是否 T 更改返回类型是 void ，但这可能是一个坏主意:

using R = std::conditional_t<std::is_void_v<T>, int, T>;
R& operator*()
{
    // calling this with T=void will fail to compile
    // 'void*' is not a pointer-to-object type
    return *p;
}