T 是否必须是完整的类型才能在 `std::declval<T>` 中使用？答案

【问题标题】：Does T have to be a complete type to be used in `std::declval<T>`?T 是否必须是完整的类型才能在 `std::declval<T>` 中使用？
【发布时间】：2020-04-03 16:29:21
【问题描述】：

考虑这个例子（来自here）：

#include <type_traits>
#include <iostream>
template <typename U>
struct A {
};

struct B {
   template <typename F = int>
   A<F> f() { return A<F>{}; }

   using default_return_type = decltype(std::declval<B>().f());
};

int main()
{
    B::default_return_type x{};
    std::cout << std::is_same< B::default_return_type, A<int>>::value;
}

它 compiles with no errors on gcc9.2 但 gcc7.2 和 clang 10.0.0 抱怨 B 不完整。 Clangs 错误是：

prog.cc:11:58: error: member access into incomplete type 'B'
   using default_return_type = decltype(std::declval<B>().f());
                                                         ^
prog.cc:7:8: note: definition of 'B' is not complete until the closing '}'
struct B {
       ^
prog.cc:16:8: error: no type named 'default_return_type' in 'B'
    B::default_return_type x{};
    ~~~^
prog.cc:17:35: error: no member named 'default_return_type' in 'B'
    std::cout << std::is_same< B::default_return_type, A<int>>::value;
                               ~~~^

【问题讨论】：

问题标题似乎与错误不匹配？在我看来，GCC 似乎在抱怨 .f()。这就说得通了;不完整类型B 没有成员f。
@MSalters 我也这么认为，但是这里真正的问题是什么？我假设一旦你从std::declval 获得了一个实例，类型是否完整就不再重要（我想我错了）
[expr.ref]/2 (C++11) 说明类成员访问：“对于第一个选项（点），第一个表达式应具有完整的类类型”。而B 在alias-declaration 中既不完整也不被认为是完整的。
@LanguageLawyer 我没找到你引用的那句话，只有"The class type shall be complete unless the class member access appears in the definition of that class"
@LanguageLawyer 好的，那么我同意我的解释是错误的，而且自 c++11 以来似乎发生了一些变化，这使得上述内容在较新的标准中可以，但在 c++11 中则不行。你介意写一个答案吗？

标签： c++ language-lawyer incomplete-type declval

【解决方案1】：

错误的来源不是std::declval，而是类成员访问不完整。

直到2.5年前CWG1836 was merged的决议，标准要求类在类成员访问表达式（E1.E2）中是完整的。
[expr.ref]/2 in C++11：

对于第一个选项（点），第一个表达式应具有完整的类类型。

[expr.ref]/2 in C++17:

对于第一个选项（点），第一个表达式应该是具有完整类类型的泛左值。

并且一个类在alias-declaration 中在它自己的member-specification 中不被认为是完整的。
[class.mem]/6 in C++17：

在类说明符的结尾}处，类被视为完全定义的对象类型（[basic.types]）（或完整类型）。在类 member-specification 中，该类在函数体、默认参数、noexcept-specifier 和默认成员初始化器（包括嵌套类中的此类内容）中被认为是完整的)。否则它在自己的类member-specification中被认为是不完整的。

【讨论】：

【解决方案2】：

来自[declval]：

备注：declval的模板参数T可能是不完整类型。

这种措辞自 C++11 起就存在（因此编译器不可能符合早期标准）

【讨论】：

太棒了，这就是我所希望的。似乎 gcc 已经修复了，clang 还没有（还）
@foreknownas_463035818：我的第一个想法是T绝对应该是一个完整的类型。很高兴我检查了标准。