C++14 中 noexcept 说明符的奇怪行为

Question

我发现 C++14 中 noexcept 运算符的一个奇怪行为。 以下代码在 gcc 和 clang 中都能很好地编译（使用 --std=c++14 选项）。

// test.cpp
#include <iostream>
#include <type_traits>

#if 1
#define TESTREF(X) X&&
#else
#define TESTREF(X) X const&
#endif

template <class F, class... Args>
struct is_noexcept_callable
    : public std::conditional_t<noexcept(std::declval<F>()(std::declval<Args>()...)), std::true_type, std::false_type> {};

template <
    class F,
    std::enable_if_t<is_noexcept_callable<F,int>::value,int> = 0
    >
int evalInt(int x, TESTREF(F) f) noexcept
{
    return static_cast<int>(f(x));
}

template <
    class F,
    std::enable_if_t<!is_noexcept_callable<F,int>::value,int> = 0
    >
int evalInt(int x, TESTREF(F) f)
{
    return static_cast<int>(f(x));
}

int id(int x) noexcept { return x; }
int thrower(int x) { throw(0); }

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::cout << std::boolalpha
              << noexcept(evalInt(1,id))
              << std::endl;
    std::cout << std::boolalpha
              << is_noexcept_callable<decltype(thrower), int>::value
              << std::endl;
}

执行结果程序，但是我得到了不同的结果，具体取决于编译器：

$ g++ --std=c++14 test.cpp
$ ./a.out
true
false
$ clang++ --std=c++14 test.cpp
$ ./a.out
false
false

根据标准，我不确定哪个是正确的。

更奇怪的是，如果我将上面代码中的第 5 行更改为 #if 0，那么 gcc 会将代码编译成另一个不同的程序：

$ ./a.out
true
true

如您所见，第二个值已更改。 但是，它仅取决于宏未触及的 thrower 函数的 noexcept 规范。 对此有什么合理的解释，还是只是一个错误？

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编辑

结果是在 Ubuntu 18.04（64 位）包存储库中使用 GCC 7.4.0 和 clang 6.0.0 获得的。

Answer 1

我只能在版本 8 之前的 GCC 中重现此错误。行为上的差异是由于 noexcept 说明符是 GCC 7 的 C++14 版本（但不是 Clang 的）中函数类型的一部分，尽管这是 C++17 的特性。如果我们添加 is_noexcept_callable 的偏特化，就可以看出这一点：

template <class... Args>
struct is_noexcept_callable<int(&)(int), Args...>
    : public std::false_type {};

template <class... Args>
struct is_noexcept_callable<int(int), Args...>
    : public std::false_type {};

这突然 yields two falses：GCC 保留函数类型的 noexcept 属性，但在模板参数推导过程中显式 忽略它们 ，因此上述特化被选中，尽管错误消息显示 noexcept 如果我们删除定义：

prog.cc:30:5: note:   template argument deduction/substitution failed:
prog.cc:28:22: error: incomplete type 'is_noexcept_callable<int (&)(int) noexcept, int>' used in nested name specifier

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为什么 TESTREF 的定义会影响 is_noexcept_callable？

你问题的第二部分比较微妙。在这里，问题是 is_noexcept_callable 在你在 main 中使用它之前已经用相关类型 int(int) [noexcept] 实例化了，但是它没有附加，所以 is_noexcept_callable<int(int), int>::value 的结果固定为真。

decltype(id) 是 int(int) [noexcept]，其中 [noexcept] 是我表达 GCC 附加到函数类型的瞬态异常规范的符号。因此 evalInt(1,id) 导致实例化

• is_noexcept_callable<F,int> 其中 F = int(&)(int) [noexcept] 当 TESTREF = X&& 和
• F = int(int) [noexcept] 当 TESTREF = X const&

因此，当您禁用 if 指令的第一个分支时，is_noexcept_callable<int(int),int>::value == true 在 noexcept(evalInt(1,id)) 处理后保持不变，因为 id 是 noexcept 并且它会沿着实例化链传播。

因此，下面打印出两个错误：

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::cout << std::boolalpha
              << noexcept(evalInt(1,thrower))
              << std::endl;
    std::cout << std::boolalpha
              << is_noexcept_callable<decltype(thrower), int>::value
              << std::endl;
}

演示：https://wandbox.org/permlink/YXDYfXwtEwMQkryD