为什么类型约束 `std::convertible_to` 只能与一个模板参数一起使用？答案

【问题标题】：Why can the type constraint `std::convertible_to` be used with only one template argument?为什么类型约束 `std::convertible_to` 只能与一个模板参数一起使用？
【发布时间】：2021-10-23 10:10:44
【问题描述】：

我已经滚动并搜索了 the standard 和 cppreference 几个小时都无济于事，如果有人能为我解释这种情况，我将不胜感激：

我正在查看标准概念std::convertibe_to。这是一个我理解的简单示例

class A {};
class B : public A {};

std::convertible_to<A, B>; // false
std::convertible_to<B, A>; // true

按预期工作。

现在还有另一种可能的使用方式，我不太明白

void foo(std::convertible_to<A> auto x) { /* ... */ }

，并且这个函数可以很容易地接受任何可转换为 A 的类型。但这很奇怪，因为第一个模板参数（“From”）基本上被删除了，并在函数调用时推导出来。下面这个函数也可以工作，我很确定它实际上等同于前一个

template<typename T, std::convertible_to<T> S>
void foo(S x) { /* ... */ }

当我们调用foo 时，再次推导出x 的类型。

尽管模板需要两个参数，但这仍然有效。我也试过std::derived_from，它似乎工作。这种只用一个模板参数指定概念的形式甚至出现在标准本身中，因此必须有一些语法来解释它。

请注意，存在的std::convertible_to 中的the only version 实际上是带有两个模板参数的。

谁能解释一下为什么会这样？

【问题讨论】：

eel.is/c++draft/temp.param#4

标签： c++ templates constraints c++20 c++-concepts

【解决方案1】：

void foo( constraint<P0, P1, P2> auto x );

这大致翻译为

template<contraint<P0, P1, P2> X>
void foo( X x );

大致翻译为

template<class X> requires constraint<X, P0, P1, P2>
void foo( X x );

注意X 类型是如何添加到约束的模板参数的。

所以在你的情况下，

template<typename T, std::convertible_to<T> S>
void foo(S x) { /* ... */ }

大概

template<typename T, class S>
requires std::convertible_to<S, T>
void foo(S x) { /* ... */ }

（我粗略地说，因为我认为它们在微妙的方面并不完全等同。例如，第二个引入了名称X，而第一个没有。并且可能还有其他类似规模的差异；什么我的意思是理解翻译会让你理解翻译的内容。这与for(:)循环-for(;;)循环对应不同；标准指定for(:)循环以for(;;)循环的形式，这不是我在上面声称的。）

【讨论】：

最后一句：s/not like/not unlike/?
@Quuxplusone No. for(:) 循环被定义为将用户编写的 C++ 代码直译为 for(;;) 代码的特定位（带有一些具有秘密名称的变量）循环。这是标准的一个古怪位。据我所知，上述等价几乎没有那么直接。
啊，我看到了你现在所做的区别，尽管我认为对于这种情况来说它方式太微妙了。所以我个人将其描述为“......不像，但也不像，......”;）
@Quuxplusone 几乎，但不完全，完全不同...

【解决方案2】：

有几个位置可以使用concept 名称，其中模板概念的第一个参数未在模板参数列表中提供。约束auto 推导变量就是其中之一。

在这些情况下，第一个参数由某个表达式提供，通常使用模板参数推导规则。在约束函数参数的情况下，第一个参数由模板函数本身确定。即如果调用foo(10)，模板实参推演将auto模板形参推导出为int。因此，完整的概念将是convertible_to<int, A>。

【讨论】：