Clang 和 GCC 之间的 const auto std::initializer_list 区别

Question

我试图了解结合初始化列表和const auto 时 C++11 的正确行为应该是什么。对于以下代码，我在 GCC 和 Clang 之间得到了不同的行为，并且想知道哪个是正确的：

#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <vector>

int main()
{
    const std::initializer_list<int> l1 = { 1, 2, 3 };
    const auto l2 = { 1, 2, 3 };

    std::cout << "explicit: " << typeid(l1).name() << std::endl;
    std::cout << "auto:     " << typeid(l2).name() << std::endl;
}

用g++编译的输出是：

explicit: St16initializer_listIiE
auto:     St16initializer_listIKiE

虽然 clang++ 编译版本产生：

explicit: St16initializer_listIiE
auto:     St16initializer_listIiE

似乎 GCC 正在将 auto 行转换为 std::initializer_list<const int> 而 Clang 生成 std::initializer_list<int>。当我使用 GCC 版本初始化 std::vector 时，它会产生问题。因此，以下在 Clang 下有效，但会为 GCC 产生编译器错误。

// Compiles under clang but fails for GCC because l4
std::vector<int> v2 { l2 };

如果 GCC 正在生成正确的版本，那么似乎建议应该扩展各种 STL 容器以包含针对这些情况的另一个列表初始化程序重载。

注意：这种行为在 GCC（4.8、4.9、5.2）和 Clang（3.4 和 3.6）的多个版本中似乎是一致的。

Answer 1

GCC 错误。 [dcl.spec.auto]/p7（引用 N4527）：

当使用占位符类型声明的变量被初始化时， [...] 推导的返回类型或变量类型由 其初始化程序的类型。 [...] 否则，让 T 成为声明的类型 的变量[...]。如果占位符是auto type-specifier，推导的类型是使用模板参数推导规则确定的。如果初始化是 直接列表初始化 [...]。 [...] 否则，通过将出现的 auto 替换为新发明的任意一种，从 T 获取 P 类型模板参数U 或者，如果初始化是 复制列表初始化，使用std::initializer_list<U>。使用模板参数推导规则从一个推导 U 的值 函数调用 (14.8.2.1)，其中P 是函数模板参数 类型和相应的参数是初始化器[...]。如果 扣除失败，声明格式不正确。否则，类型 对变量或返回类型的推导是通过代入获得的 将U推导出为P。

因此，在const auto l2 = { 1, 2, 3 }; 中，推演就像函数模板一样进行

template<class U> void meow(const std::initializer_list<U>);

鉴于电话meow({1, 2, 3})。

现在考虑无常量情况auto l3 = { 1, 2, 3 };（GCC 正确推断为std::initializer_list<int>）。在这种情况下进行推演，就像对函数模板一样

template<class U> void purr(std::initializer_list<U>);

鉴于电话purr({1, 2, 3})。

由于函数参数的顶级 cv 限定被忽略，显然这两个推导应该产生相同的类型。

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[temp.deduct.call]/p1:

模板参数推导是通过比较每个函数来完成的 模板参数类型（称为P）与 调用的相应参数（称为A），如下所述。 如果P 是依赖类型，则从 P 给std::initializer_list<P'> [...] 一些P' [...] 和 参数是一个非空的初始化列表（8.5.4），然后推导 而是对初始化列表的每个元素执行，取 P' 作为函数模板参数类型和初始化元素 作为它的论据。

对1、2 或3 推导P'（即U），所有int 类型的文字，显然会产生int。

Answer 2

有一个 gcc 错误报告 wrong auto deduction from braced-init-list 关于这个和类似的情况，Richard Smith 指出这是一个 gcc 错误：

更简单的测试用例：

#include <initializer_list>
const auto r = { 1, 2, 3 };
using X = decltype(r);
using X = const std::initializer_list<int>;

失败，因为decltype(r) 被推断为const std::initializer_list<const int> 而不是const std::initializer_list<int>。

C++ 标准草案的部分将是7.1.6.4 [dcl.spec.auto] 部分，其中说：

当使用占位符类型声明的变量被初始化，或函数中出现return语句时 使用包含占位符类型、推导的返回类型或变量类型的返回类型声明 由其初始化程序的类型确定。 [...] 令 T 为变量的声明类型或函数的返回类型。如果 占位符是自动类型说明符，推导的类型是使用模板参数的规则确定的 扣除。 [...] 否则，通过将出现的 auto 替换为 a 新发明的类型模板参数 U，或者，如果初始化程序是一个花括号初始化列表，则使用 std::initializer_- 列表。使用函数调用 (14.8.2.1) 的模板参数推导规则推导出 U 的值， 其中 P 是函数模板参数类型，初始值设定项是相应的参数 [...] [ 示例：

auto x1 = { 1, 2 }; // decltype(x1) is std::initializer_list<int>
auto x2 = { 1, 2.0 }; // error: cannot deduce element type

—结束示例] [示例：

const auto &i = expr;

i 的类型是以下发明函数模板的调用 f(expr) 中参数 u 的推导类型：

template <class U> void f(const U& u);

——结束示例]