不完整类型的调用运算符的 decltype 的特殊行为

Question

我一直在努力解决编译问题，并且能够将问题缩小到一个小代码段。

为了做好准备，我正在尝试做 CRTP，其中基本方法在派生 class 中调用另一个方法。复杂的是，我想使用尾随 return 类型来获取直接转发给 Derived class 方法的类型。这总是无法编译除非我转发给派生的调用运算符 class.

这样编译：

#include <utility>

struct Incomplete;

template <typename Blah>
struct Base
{
    template <typename... Args>
    auto entry(Args&&... args)
        -> decltype(std::declval<Blah&>()(std::declval<Args&&>()...));
};

void example()
{
    Base<Incomplete> derived;
}

虽然这不是：（注意唯一区别的注释）

#include <utility>

struct Incomplete;

template <typename Blah>
struct Base
{
    template <typename... Args>
    auto entry(Args&&... args)
        -> decltype(std::declval<Blah&>().operator()(std::declval<Args&&>()...));
        //             I only added this ^^^^^^^^^^^
};

void example()
{
    Base<Incomplete> derived;
}

我得到的错误：

<source>: In instantiation of 'struct Base<Incomplete>':
15 : <source>:15:22:   required from here
10 : <source>:10:58: error: invalid use of incomplete type 'struct Incomplete'
         -> decltype(std::declval<Blah&>().operator()(std::declval<Args&&>()...));
                     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^

在解析 Derived class 中的 decltype 期间似乎发生了一些特殊行为。标准中有什么可以解释这一点的吗？

编辑：进行了更大的简化

PS：godbolt 上的编译示例：https://godbolt.org/g/St2gYC

Answer 1

实例化一个class模板会实例化它的成员函数模板([temp.inst]/2)的声明。 IE。我们正在查看声明

template <typename... Args>
auto entry(Args&&... args)
    -> decltype(std::declval<Incomplete&>().operator()(std::declval<Args&&>()...));

现在考虑 [temp.res]/10:

If a name does not depend on a template-parameter (as defined in 14.6.2), a declaration (or set of declarations) for that name shall be in scope at the point where the name appears in the template definition;

事实上，名称 operator() 不依赖于模板参数。它既不依赖类型也不依赖值，也不是依赖名称。显然，范围内没有声明，因此声明格式错误，不需要诊断。

相比之下，您的第一个片段不需要在 Incomplete 中查找名称。 x(...)，其中 x 是 class 类型，到 x.operator()(...) 的转换仅发生在 operator() 在 x—[over.call] 中查找之后：

Thus, a call x(arg1,...) is interpreted as x.operator()(arg1, ...) for a class object x of type T if T::operator()(T1, T2, T3) exists and if the operator is selected as the best match function by the overload resolution mechanism ([over.match.best]).

这与使您的第二个代码格式错误的段落不同：[temp.res]/10 说 某些声明 必须在范围内，并且名称绑定到这些声明。上述转换要求参数类型（以及数量...）是已知的，以便我们可以唯一确定一个 operator() 被调用；也就是说，我们不只是插入 .operator()，而是始终同时识别调用了哪个运算符函数。我们可以在 [temp.dep]:

中进一步证实这种解释

If an operand of an operator is a type-dependent expression, the operator also denotes a dependent name. Such names are unbound and are looked up at the point of the template instantiation [...]

operator() 的参数操作数显然是类型相关的。

不完整类型的调用运算符的 decltype 的特殊行为

Special behavior for decltype of call operator for incomplete types

c++

templates

operator-overloading

language-lawyer

name-lookup