不完整类上下文中的 C++ 概念检查答案

【问题标题】：C++ concept checking in incomplete-class context不完整类上下文中的 C++ 概念检查
【发布时间】：2021-10-01 21:23:15
【问题描述】：

请考虑一个 C++20 概念程序：

struct A {};

template<typename T>
concept DerivedOnceFromA = requires(T t) { { static_cast<const A&>(t) }; };

template<DerivedOnceFromA T>
struct B {};

struct C : A
{
    B<C> foo();
};

这里DerivedOnceFromA 的概念检查T 可以静态转换为A。 B 是遵循此概念的模板结构。而structC是从A派生出来的（所以概念满足），定义了一个返回B<C>的函数。

此代码被 GCC 和 MSVC 接受，但被 Clang 拒绝并出现错误：

constraints not satisfied for class template 'B' [with T = C]

演示：https://gcc.godbolt.org/z/7Tc7xdbeq

在类体内使用类作为概念模板参数是否合法（那么什么编译器是正确的）？

【问题讨论】：

仅供参考：有许多种方法可以将类型转换为A const&。继承不是唯一的方法。如果要检查继承，需要使用derived_from。
有趣的是，std::derived_from 对于两个编译器都失败了。
不妨跟上潮流并提到标准概念消除了您的自定义概念（除了实施问题）。 template<std::derived_from<A> T> 也是如此（因为它要求 A 是 T 的公共且明确的基数）。

标签： c++ c++20 c++-concepts

【解决方案1】：

合法吗？是的，在范围内。但你无法收集到任何有用的信息。

[class.mem.general]

6一个类的complete-class上下文是一个

函数体（[dcl.fct.def.general]），

默认参数，

noexcept 说明符 ([except.spec])，或

类成员规范中的默认成员初始值设定项。

7 一个类被认为是一个完全定义的对象类型 ([basic.types]) （或完整类型）在结束 } 的类说明符。该类在其范围内被认为是完整的完整的类上下文；否则被认为是不完整的它自己的类成员规范。

所以你使用它的时候它仍然被认为是不完整的，只是你最多转发声明的一种类型。因此，无论启用强制转换的机制（继承或用户定义的转换运算符）如何，您都无法知道它是否可以转换为其他引用。即使借助像std::derived_from 这样的标准概念，也不可能知道不完整类型是否源自A。不完整类型的可观察属性非常有限。

【讨论】：

谢谢。所以 Clang 就在这里拒绝代码？
@Fedor - 是的。不完整的类型不能满足约束（除了A 本身，整个T t 可能会被忽略）。

【解决方案2】：

在类的主体中，该类的类型不完整。

因此，您不能拥有依赖于完整类型的成员签名。

为了让您的代码能够正常工作，您需要将概念检查推迟到课程完成之后。一种方法是通过模板方法：

template<std::same_as<C> Y=C>
B<Y> foo()
{
    return {};
}

您甚至可以在 cpp 文件中实现 Y=C 的唯一有效特化。

这是一个有点愚蠢的解决方法，它确实会阻止虚拟方法。

【讨论】：