何时为 built-in 类型和运算符包含 headers？

Question

什么时候应该为 built-in 类型包含 headers？

<new> for new（似乎对于复杂的重载来说确实是需要的）；刚好可以用
（编辑：错误示例（参见答案））<typeinfo> for std::type_info；它可以通过使用 typeid operator
（编辑：错误示例（参见答案））<initializer_list> for std::initizlizer_list；它只是 auto l = {1, 2, 3}; 的结果或 for (int i : {1, 2, 3}) {}
<cstddef>/<cstdio>/<cstring>/<ctime> 对于 std::size_t；它可以作为运算符 sizeof val 或 sizeof(Type)
<cstddef> 对于 std::nullptr_t； decltype(nullptr)
<cstddef> 对于 std::ptrdiff_t； decltype(std::declval<int *>() - std::declval<int *>())
<tuple> 用于结构化绑定的某些功能
也许还有其他人

是否存在强制包含相应 headers 的情况？

Answer 1

严格来说，并非所有示例的行为都如您预期的那样。例如

[expr.typeid]

6 If the header <typeinfo> is not included prior to a use of typeid, the program is ill-formed.

[dcl.init.list]

2 ... The template std::initializer_list is not predefined; if the header <initializer_list> is not included prior to a use of std::initializer_list — even an implicit use in which the type is not named — the program is ill-formed.

现在有两个例子。当然，你可以不包括一些 headers，例如

using size_t    = decltype(sizeof(0));
using nullptr_t = decltype(nullptr);

但总的来说，完全确定我们得到 well-defined 结果的方法是为标准类型包含适当的 header。

Answer 2

Are there cases when inclusion of corresponding headers is mandatory?

我不是语言律师，C++11 对我来说太难掌握了（见n3337), but on implementations like GCC or Clang a standard header can and often does contain compiler specific tricks like #pragmas, function attributes, or builtins。今天，在 2019 年底，GCC 至少在 <cstdarg> 中使用了此类技巧，实际上在许多其他情况下（例如，在最近的 Debian 上尝试 grep -rn __attribute__ /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/8/）。

我的理解是标准 header 甚至可能不作为文件存在于您的系统上。它在编译器内部可能很神奇，专门处理 #include <map> 以更改编译器的状态。但是，我知道 2019 年没有编译器这样做。据传言，VisualAge 在上个世纪就这样做了。

所以我认为在使用它们时需要包含标准 headers。

何时为 built-in 类型和运算符包含 headers？

When to include headers for built-in types and operators?

c++

language-lawyer

new-operator

initializer-list

typeinfo