使用概念检测空参数包

Question

在我发布的 answer 到 another question 中，Jack Harwood 分享了一个很好的解决方案，可以使用概念检测空的可变参数包。示例问题是使用递归计算参数包参数的数量。我在下面复制了他的解决方案。

template <typename... Args>
concept NonVoidArgs = sizeof...(Args) > 0;

template <typename... Args>
concept VoidArgs = sizeof...(Args) == 0;

template <VoidArgs...>
constexpr int NumArguments() {
    return 0;
}

template<typename FirstArg, NonVoidArgs... RemainingArgs>
constexpr int NumArguments() {
    return 1 + NumArguments<RemainingArgs...>();
}

例子：

int main() {
    std::cout << NumArguments<int>() << std::endl; // 1
    std::cout << NumArguments() << std::endl; // 0
    std::cout << NumArguments<float, int, double, char>() << std::endl; // 4
    return 0;
}

我认为这是一个比使用类模板专门化功能模板更好的解决方案。但是，我不确定它为什么会起作用。模板函数

template<typename FirstArg, NonVoidArgs... RemainingArgs>
constexpr int NumArguments()

似乎至少需要两个模板参数。需要有一个FirstArg，然后至少有1 个RemainingArgs。当只有一个模板参数时，为什么编译器会调用这个重载（？）？这种行为是否会对该解决方案产生任何问题？

Answer 1

这些概念本身是正确的，但问题是该示例错误地使用了它们并且本身就是错误的。 在给定的代码中，概念是基于参数而不是整个参数包。

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您当前的版本

template<typename FirstArg, NonVoidArgs... RemainingArgs>
constexpr int NumArguments() {
  return 1 + NumArguments<RemainingArgs...>();
}

实际上相当于一个requires子句和一个折叠表达式

template<typename FirstArg, typename... RemainingArgs>
int NumArguments() requires (NonVoidArgs<RemainingArgs> && ...) {
  return 1 + NumArguments<RemainingArgs...>();
}

这实际上意味着您正在定义一个函数，该函数必须有一个参数FirstArg，并且可能有一个任意大小的附加参数包RemainingArgs（包括零！）。这些参数中的每一个 - 如果存在 - 然后独立检查它是否满足 NonVoidArgs 概念，这当然总是正确的。这意味着函数基本上退化为

template<typename FirstArg, typename... RemainingArgs>
int NumArguments() {
  return 1 + NumArguments<RemainingArgs...>();
}

话虽如此，参数包实际上甚至不需要NonVoidArgs：Try it here!

不仅对单个模板参数的数据类型施加限制，而且对整个参数包施加限制的正确方法实际上是一个requires 子句，如下所示：

template<typename FirstArg, typename... RemainingArgs>
int NumArguments() requires NonVoidArgs<RemainingArgs...> {
  return 1 + NumArguments<RemainingArgs...>();
}

正如预期的那样，这不起作用：Try it here! 我猜编写代码的人很幸运，它实际上可以工作，因为他们没有正确执行这些概念。这个概念背后的基本思想是有缺陷的。