当使用无效表达式时，概念是否应该编译失败？

Question

我正在尝试实现一种紧凑的方法来检测编译时是否有可用函数（我使用 std::max 作为示例）。我想到了这个：

#include <stdio.h>  
#include <algorithm>           // (1)

namespace std { struct max; }  // (2)

template<typename A>
concept bool have_std_max = requires(A const& a1, A const& a2) {
  { std::max(a1, a2) }
};

template <typename A> 
constexpr A const &my_max(A const &a1, A const &a2) {
  if constexpr(have_std_max<A>) {
    return std::max(a1, a2);
  }
  else {
    return (a1 > a2) ? a1 : a2;
  }
}

int main() {
  int x = 5, y = 6;
  return my_max(x, y);
}

如果我注释掉 (1)，则检测有效并且我的代码使用 constexpr else 分支（参见 in Compiler Explorer）。但是，如果我同时注释掉 (1) 和 (2)，这段代码将无法编译，因为名称 std::max 对编译器来说是未知的。在这种情况下，这个概念不应该只是 return false 吗？有没有一种方法可以实现类似的东西而不必声明一个虚拟 max?

Answer 1

C++的模板系统从来不是编写错误代码的借口。模板只为所谓的 dependent 类型和表达式提供余地。（一个很长的主题，需要更深入地研究 in this answer。）出于我们的目的，std::max 形式的限定名称不涉及任何依赖项，因此它必须在它出现的地方是正确的。反过来，这意味着查找必须成功。

您尝试添加 max 声明是在正确的轨道上。通过这样做，非依赖限定名总能成功地找到一个声明。同时，整个表达式仍然是依赖的（由于涉及 a0 和 a1）。剩下的就是避免污染 std 命名空间，我们不允许这样做：

#include <algorithm>

namespace dirty_tricks {

namespace max_fallback {

// non-deducible on purpose
template<typename Dummy>
void max() = delete;

} // max_fallback

namespace lookup {

// order of directives is not significant
using namespace std;
using namespace max_fallback;

} // lookup

} // dirty_tricks

template<typename Val>
concept bool have_std_max = requires(Val arg) {
    // N.B. qualified call to avoid ADL
    dirty_tricks::lookup::max(arg, arg);
};

（通过删除 <algorithm> 测试代码时，请确保仍然声明了 std 命名空间，否则 using 指令可能会失败。如本 Coliru demo 所示。）

现在 dirty_tricks::lookup::max 要么同时找到 std::max 和 dirty_tricks::max_fallback::max，要么只找到后者，但它不会失败。我们还确保我们自己的 max 重载不能通过删除它来产生有效的表达式（否则有效的调用看起来会非常不同）。

当使用无效表达式时，概念是否应该编译失败？

Should concepts fail to compile when an invalid expression is used?

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