libstdc++实现std::declval的问题

Question

不像libc++ or MSVC-STL that only declares the function signature of std::declval, libstdc++为std::declval定义函数体，内部使用static_assert确保必须在未求值的上下文中使用：

template<typename _Tp, typename _Up = _Tp&&>
_Up 
__declval(int);

template<typename _Tp>
_Tp 
__declval(long);

template<typename _Tp>
auto 
declval() noexcept -> decltype(__declval<_Tp>(0));

template<typename _Tp>
struct __declval_protector {
  static const bool __stop = false;
};

template<typename _Tp>
auto 
declval() noexcept -> decltype(__declval<_Tp>(0)) {
  static_assert(__declval_protector<_Tp>::__stop,
    "declval() must not be used!");
  return __declval<_Tp>(0);
}

当我们尝试评估 std::declval 的 return 值时，将触发此 static_assert：

auto x = std::declval<int>(); // static assertion failed: declval() must not be used!

但是我发现在这个实现中，下面的代码也会因为static_assert失败而被拒绝（godbolt）：

#include <type_traits>

template<class T>
auto type() { return std::declval<T>(); }

using T = decltype(type<int>());

但似乎 std::declval 仍在未评估的上下文中使用，因为我们尚未实际评估它。

上面的代码格式正确吗？如果是这样，它是库实现错误吗？标准是如何规定的？

Answer 1

这个例子是错误的，因为 std::declval 的限制实际上是在命名 declval 的表达式上，而不是抽象虚拟机是否会实际评估它的调用。

std::declval 的要求是 [declval].2

Mandates: This function is not odr-used ([basic.def.odr]).

其中“授权”是指 ([structure.specifications]/(3.2))

Mandates: the conditions that, if not met, render the program ill-formed.

在[basic.def.odr]/7中：

A function is odr-used if it is named by a potentially-evaluated expression or conversion.

并且在 [basic.def.odr]/2 中：

An expression or conversion is potentially evaluated unless it is an unevaluated operand ([expr.prop]), a subexpression thereof, or a conversion in an initialization or conversion sequence in such a context.

请注意最后一行中的表达式 type<int>() 是一个未计算的操作数。但是 type 的实例化定义中的不同表达式 std::declval<T>() 可能会被评估。忽略它并不重要，它实际上不会被评估。

所以实际上 libc++ 和 MSVC-STL 实现是不正确的，因为除非另有说明，否则应该诊断格式错误的程序。

libstdc++实现std::declval的问题

The problem of libstdc++‘s implementation of std::declval

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