受约束的 CRTP 过早拒绝

Question

我正在尝试实现一个从基模板继承的派生类，并将派生类作为其模板参数（希望下面的示例能够解决问题）：

template <class T>
struct S
{
    T f() {return T();}
};

struct D : public S<D>
{
};

这在 gcc、clang 和 msvc 上也能很好地编译和运行。现在，我想“确保”模板参数继承自基类：

#include <concepts>

template <class T>
concept C
= requires ( T t )
{
    { t.f() };
};

template <C T>
struct S
{
    T f() {return T();}
};

struct D : public S<D>
{
};

但是，这被每个编译器拒绝，clang 提供了最深刻的见解：

error: constraints not satisfied for class template 'S' [with T = D]
struct D : public S<D>
                  ^~~~
note: because 'D' does not satisfy 'C'
template <C T>
          ^
note: because 't.f()' would be invalid: member access into incomplete type 'D'
    { t.f() };

我了解编译器的来源：D 在必须检查约束时尚未完全定义，因此它无法代替必要的信息。也就是说，我有点失望，因为在评估尚未检查的约束之前没有尝试完成派生类的定义。

这种行为是有意的吗？还有其他方法可以检查实际有效的继承吗？

顺便说一句，gcc 在这种情况下给出了一个相当无用的error message。

Answer 1

可以在基类的默认构造函数中查看需求

#include <type_traits>

template<class Derived>
class Base
{
public:
    Base()
    {
        static_assert(std::is_base_of_v<Base<Derived>, Derived>);
    }
};

class Derived : public Base<Derived>
{ };

这也必须在任何其他用户定义的非复制和非移动基构造函数中进行检查。这是有效的，因为 Derived 是在构造函数被实例化时完全定义的。