嵌套类方法的返回类型推导

Question

我遇到了与嵌套类方法的返回类型推导有关的问题。经过一番挖掘，我将问题缩小到简化版本如下：

#include <type_traits>

struct Alive {};

template<typename T>
auto is_alive_impl(...) -> void;

template<typename T>
auto is_alive_impl(int) -> decltype(std::declval<T>().operator()());

template<typename T>
struct is_alive : std::is_same<decltype(is_alive_impl<T>(0)), Alive> {};

struct Box {
    struct Cat {
        auto 
        operator()() {
            return Alive{};
        }
    };

    static constexpr auto value = is_alive<Cat>::value; // (1)
};

int main() {
    static_assert(is_alive<Box::Cat>::value); // (2)
}

Compiler Explorer link

struct is_alive 检查一个类是否有 operator() 使用函数重载技巧返回一个 Alive 实例。

如果没有第 (1) 行，则 (2) 处的 static_assert 返回 true 并且代码按预期编译。

但是，我不明白为什么添加第 (1) 行使第 (2) 行失败。好像我在盒子里看了看，不知何故杀死了猫。

所以这是我的问题：

1. 为什么在第 (1) 行，value 是假的？
2. 为什么添加第 (1) 行使第 (2) 行失败？

如果您可以参考标准中规定该行为的部分，那就太好了。

Answer 1

您或多或少地在 SFINAE 上下文中运行所有代码，因此您看不到任何问题。如果您只是尝试通过

来实例化您的类

int main() { Box::Cat bc; }

我们看到了所有的错误信息。

会发生什么：

如果您想在类中定义（而不仅仅是声明！）一个需要推断您的operator() 的返回类型的变量，则该语句将失败，因为在定义类之前无法推断出auto。 （在带有右括号的类定义的末尾。） 这也让std::declval<T>() 失败，因为auto value = is_alive<Cat>::value 将不起作用。由于我们在 SFINAE 上下文中并且替换静默失败，我们在默认模板 auto is_alive_impl(...) -> void; 中运行。嗯 :-)

如果我们增加一点间接性并将猫放在一个更小的盒子里，我们可以运行代码：

struct LittleBox
{
    struct Cat {
        auto
        operator()()  {
            return Alive{};
        }
    };  

};

struct Box: public LittleBox {

    static constexpr  auto value = is_alive<Cat>::value; // (1)
};

好的，我们可以更简单地定义operator()() 的返回类型并且不要在这里使用auto。

修复或解决方法似乎适用于 gcc/msvc/clang:explore