std::common_type 的特化——误解、错误、两者兼有，还是两者都没有？

Question

用 C++17 标记，因为这是我引用的规范版本。

这是，IMO，标准的相关部分，第 23.15.7.6 节 [meta.trans.other]。

template <class... T> struct common_type;

除非该特征是特化的（如下文注 B 中所述），否则 成员类型应按照以下注释 A 中的规定定义或省略。 如果省略，则不存在成员类型。中的每种类型 参数包 T 应该是完整的、cv void 或未知数组 绑定。

附注 A...

3.注意 A：对于应用于类型参数包 T 的 common_type trait，成员类型应按如下方式定义或不存在：

(3.1) — 如果sizeof...(T) 为零，则不应有成员类型。

(3.2) — 如果sizeof...(T) 为1，则令T0 表示构成包T 的唯一类型。成员typedef-name type 应表示与common_type_t<T0, T0>; 相同的类型（如果有），否则将没有成员输入。

(3.3)——如果sizeof...(T)为二，则构成T的第一类和第二类分别用T1和T2表示，令D1和D2分别表示与decay_t<T1>和decay_t<T2>相同的类型.

(3.3.1) — 如果is_same_v<T1, D1> 是false 或is_same_v<T2, D2> 是false，让C 表示与common_type_t<D1, D2> 相同的类型（如果有）。

(3.3.2) — 否则，让 C 表示相同的类型，如果有的话，如 decay_t<decltype(false ? declval<D1>() : declval<D2>())> [注意：如果有专业化common_type<D1, D2>，这将不适用。 ——尾注]

在任何一种情况下，成员 typedef-name type 都应表示与 C 相同的类型（如果有）。否则，将没有成员类型。

(3.4) — 如果sizeof...(T) 大于两个，则令 T1、T2 和 R 分别表示构成 T 的第一个、第二个和（一组）剩余类型。令 C 表示相同的类型，如果任何，如common_type_t<T1, T2>。如果存在这样的类型 C，则成员 typedef-name type 应表示与common_type_t<C, R...> 相同的类型（如果有）。否则，将没有成员类型。

和注意 B...

4.注 B：尽管有 23.15.2 的规定，但根据 20.5.4.2.1，程序可以将 common_type<T1, T2> 特化为 T1 和 T2 类型，使得 is_same_v<T1, decay_t<T1>> 和 is_same_v<T2, decay_t<T2>> 都为真。 [注意：当模板参数之间只需要显式转换时，需要这种特殊化。 ——尾注]

这样的特化不需要有一个名为 type 的成员，但如果有，该成员应该是一个 typedef-name 用于可访问且明确的 cv-unqualified 非引用类型 C，其中每个类型 T1 和 T2 都是显式可转换。此外，common_type_t<T1, T2> 应表示与common_type_t<T2, T1> 相同的类型（如果有的话）。违反本说明规则无需诊断。

基于此，我希望以下断言能够通过（他们确实如此）......

static_assert(not std::is_const_v<std::common_type_t<const volatile int, short>>);
static_assert(not std::is_volatile_v<std::common_type_t<const volatile int, short>>);
static_assert(std::is_same_v<std::common_type_t<int, short>, std::common_type_t<short, const volatile int>>);
static_assert(std::is_same_v<std::common_type_t<int &, short>, std::common_type_t<int, short>>);

同样，我希望这些也能通过......

using D1 = std::chrono::duration<int, std::ratio<2, 20>>;
using D2 = std::chrono::duration<short, std::ratio<7, 100>>;
static_assert(not std::is_const_v<std::common_type_t<const D1, D2>>);
static_assert(not std::is_volatile_v<std::common_type_t<volatile D1, D2>>);
static_assert(std::is_same_v<std::common_type_t<D1, D2>, std::common_type_t<const D1, D2>>);
static_assert(std::is_same_v<std::common_type_t<D1 &, D2>, std::common_type_t<D1, D2>>);

但是，我在调用 std::common_type 时遇到编译器错误，并在 std::chrono::duration 中添加了任何 cv 限定符或引用。

对我来说，标准似乎表明第二组断言应该成功，但它们在 clang 和 gcc 中都失败了。因此，我认为我误读了标准 - 或者两家供应商都有相同的错误，这不太可能（而且在打赌谁错时我总是和我一起去）。

也许语言“除非这个特征是专门化的（如下面的注释 B 中指定）”意味着注释 A 第 3.3 节的所有租户都没有申请专业化，但这意味着我们可以合法地得到非常奇怪的结果...在要求这个时就像一个编译错误...

using D1 = std::chrono::duration<int, std::ratio<2, 20>>;
using D2 = std::chrono::duration<short, std::ratio<7, 100>>;
static_assert(not std::is_const_v<std::common_type_t<const D1, D2>>);

std::common_type 的正常使用不需要在调用它之前删除 cv 限定符和引用 - 但似乎专业化可能要求调用者必须删除 cv 限定符和引用。

这似乎是错误的……某处。所以，我想弄清楚……是规范、供应商实现还是我的头脑有问题？

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更新

编译器资源管理器中的 gcc/trunk 似乎成功编译了我认为应该编译的所有内容，尽管 gcc 9.2 以及所有 clang 版本都失败了。

Answer 1

这似乎是您的libstdc++ 中的一个错误。 libc++ 的当前版本没有错误，godbolt 证明了这一点。

3.3.1 确实要求它衰减参数并递归； libc++ 不会这样做。