std::pair<auto, auto> return 类型

Question

我在 std::pair 里玩 auto。在下面的代码中，函数 f 应该 return 类型的 std::pair 取决于模板参数。

一个工作示例：

示例 1

template <unsigned S>
auto f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2}; // pair of ints
    else if constexpr (S == 2)
        return std::pair{1.0, 2.0}; // pair of doubles
    else
        return std::pair{0.0f, 0.0f}; // pair of floats
}

这适用于 gcc 9.2、gcc 10.0、clang 9.0 和 clang 10.0。

接下来，为了清楚起见，我想将 return 类型显式写为 std::pair：

示例 2

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return {1, 2};
    /* ... */
}

gcc 9.2/10.0 和 clang 9.0/10.0 都编译失败。

gcc 9.2

error: invalid use of 'auto'
error: template argument 1 is invalid // first argument (auto) of std::pair
error: template argument 2 is invalid // second argument (auto) of std::pair
error: cannot convert '<brace-enclosed initializer list>' to 'int' in return

从上一条错误消息来看，gcc 9.2 似乎认为 std::pair<auto, auto> 是一个 int。这怎么解释？

gcc 10.0

error: returning initializer list

这个错误是可以理解的，但是，我希望 std::pair 的构造函数被调用，或者我在这里遗漏了什么？

clang 9.0 和 10.0

'auto' not allowed in template argument
excess elements in scalar initializer
no matching function for call to 'f'

好吧，clang 不喜欢这些。从第二条错误消息来看，clang 似乎也认为 return 类型是 int.

最后，为了修复使用 gcc 10.0 编译时出现的错误，我决定 return 显式 std::pair：

示例 3

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2};
    /* ... */
}

clang 9.0 和 10.0

与以前相同，但增加了：

no viable conversion from returned value of type 'std::pair<int, int>' to function return type 'int'

这里 clang 仍然认为我们在 returning 一个 int?

gcc 9.2

和以前一样。

gcc 10.0

有效！

我猜有些功能还得实现，或者在上面描述的一种情况下，编译器是对的还是错的？在我看来，示例 2 应该可行。还是不应该？

Answer 1

语法：

std::pair<auto, auto> f() { return std::pair(1, 2); }
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

是原始 Concepts TS 的一部分，但未包含在作为 C++20 一部分的 Concepts 提案中。因此，C++20 中唯一的占位符类型是 auto（及其变体，如 auto**）、decltype(auto) 和受限占位符（Concept auto 及其变体）。这种嵌套占位符类型非常有用，但不是 C++20 的一部分，因此函数声明格式不正确。

现在，gcc 允许它，因为 gcc 实现了 Concepts TS，我猜他们决定保留这个特性。 clang 从未实现过 TS，所以它没有。

无论如何，这：

std::pair<auto, auto> f() { return {1, 2}; }

永远是病式的。语法的意思是我们推导出return类型，然后要求它匹配pair<T, U>一些类型T和U。我们基本上是在尝试调用发明的函数：

template <typename T, typename U>
void __f(std::pair<T, U>);

__f({1, 2}); // this must succeed

但是您无法从 {1, 2} 中推断出类型 - braced-init-list 没有类型。也许这是应该探索的东西（因为它很容易理解，至少在像这样的简单案例中），但它从来没有被允许。所以无论哪种方式拒绝它都是正确的。

最后：

gcc 9.2 seems to believe that std::pair<auto, auto> is an int. How can this be explained?

出于某种原因（可能是由于我们的 C 遗留隐式 int），当 gcc 无法识别或理解类型时，它只是使用 int 作为错误消息中的占位符。这非常令人困惑，因为显然是 gcc 提出了 int 而不是源代码。但事情就是这样。

std::pair<auto, auto> return 类型

std::pair<auto, auto> return type

c++

constexpr

auto

std-pair

c++17