为什么 span 的数组和 std::array 构造函数与其容器构造函数不同答案

【问题标题】：Why are span's array and std::array constructors different from its container constructors为什么 span 的数组和 std::array 构造函数与其容器构造函数不同
【发布时间】：2019-12-18 00:42:47
【问题描述】：

我一直在研究 std::span 的最新规范，在 Godbolt 上使用 clang trunk 和 libc++，发现一些构造函数令人困惑。

特别是我发现来自普通旧数组和std::array 的构造函数与其他容器不同。

例如以下代码似乎可以编译：

std::vector<int*> v = {nullptr, nullptr};
std::span<const int* const> s{v};

但事实并非如此：

std::array<int*, 2> a = {nullptr, nullptr}; 
std::span<const int* const> s{a};

这似乎与the way the constructors are described on cppreference.com 一致，我只是在努力理解为什么会这样。有人能解释一下吗？

【问题讨论】：

标签： c++ c++20 std-span

【解决方案1】：

这似乎是一个疏忽。数组构造函数目前指定为：

template<size_t N> constexpr span(array<value_type, N>& arr) noexcept;
template<size_t N> constexpr span(const array<value_type, N>& arr) noexcept;

但大概应该指定为：

template<class T, size_t N>
    requires std::convertible_to<T(*)[], ElementType(*)[]>
  constexpr span(array<T, N>& arr) noexcept;
template<class T, size_t N>
    requires std::convertible_to<const T(*)[], ElementType(*)[]>
  constexpr span(const array<T, N>& arr) noexcept;

这将使您的示例编译，因为这样做是安全的。我提交了一个 LWG 问题。现在是LWG 3255。

措辞已经在[span.cons]/11中指定了这个约束：

template<size_t N> constexpr span(element_type (&arr)[N]) noexcept;
template<size_t N> constexpr span(array<value_type, N>& arr) noexcept;
template<size_t N> constexpr span(const array<value_type, N>& arr) noexcept;
约束：

extent == dynamic_extent || N == extent 是 true，并且

remove_pointer_t<decltype(data(arr))>(*)[] 可转换为 ElementType(*)[]。

所以我们已经有了正确的约束。只是data(arr) 在任何这些情况下实际上并不依赖，所以约束很容易满足。我们只需要制作这些模板。

【讨论】：

令人惊讶的是，文档确实说明了这一点：“这些重载仅在 extent == std::dynamic_extent || N == extent 为真 且 std::remove_pointer_t 时才参与重载决议(*)[] 可转换为 element_type (*)[]"
@Timo 哦，奇怪。是的，我们确实有这样的措辞......除了数组的底层类型不是模板......
这正是我感到困惑的地方，尤其是对于普通旧数组的 element_type 和数组的 value_type 的具体选择。为什么它们会有所不同？