为什么使用两个sizeofs可以检查一个类是否默认可构造，而使用一个却不行

Why does using two sizeofs work to check whether a class is default constructible, but one does not?

本文关键字：一个 默认 检查 两个 sizeofs 为什么 是否      更新时间：2023-10-16

我使用了"有没有办法测试C++类是否有默认构造函数（而不是编译器提供的类型特征）？"中的代码。

我对它进行了轻微的修改，以使用我的所有测试用例：

template< class T >
class is_default_constructible {
    typedef int yes;
    typedef char no;

    // the second version does not work
#if 1
    template<int x, int y> class is_equal {};
    template<int x> class is_equal<x,x> { typedef void type; };
    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_equal< sizeof U(), sizeof U() >::type * );
#else
    template<int x> class is_okay { typedef void type; };
    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_okay< sizeof U() >::type * );
#endif
    template< class U >
    static no sfinae( ... );
public:
    enum { value = sizeof( sfinae<T>(0) ) == sizeof(yes) };
};

为什么它在两个模板参数版本中都能正常工作，而在普通版本（设置#if 0）中却不能正常工作？这是编译器错误吗？我正在使用Visual Studio 2010。

我使用了以下测试：

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<int>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<bool>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<std::string>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<int[100]>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<const std::string>::value );
struct NotDefaultConstructible {
    const int x;
    NotDefaultConstructible( int a ) : x(a) {}
};
BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<NotDefaultConstructible>::value );
struct DefaultConstructible {
    const int x;
    DefaultConstructible() : x(0) {}
};
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<DefaultConstructible>::value );

我真的不知所措：

  1. 另一个版本有两个测试失败：int[100]和NotDefaultConstructible。使用双模板参数版本，所有测试都成功
  2. Visual Studio 2010不支持std::is_default_constructible。然而，我的问题是，为什么这两种实现有任何区别，为什么一种有效，另一种无效

（DS之前的回答大大影响了我的回答。）

首先，请注意您有class is_okay { typedef void type; }，即type是is_okay的私有成员。这意味着它在类外实际上是不可见的，因此

template< class U >
static yes sfinae( typename is_equal< sizeof U(), sizeof U() >::type * );

永远不会成功。然而，SFINAE最初并不适用于C++98中的这种情况；直到DR 1170的决议通过，"访问检查才[开始]作为替换过程的一部分"。[1]

（令人惊讶的是，Paolo Carlini在10天前刚刚写了那篇博客文章，所以你提出这个问题的时机无可挑剔。在这种情况下，根据Carlini的说法，4.8之前的GCC在SFINAE期间根本没有进行访问检查。所以这就解释了为什么你没有看到GCC抱怨type的隐私。你必须使用不到两周前的顶级GCC以查看正确的行为。）

Clang（树的顶部）在-std=c++11模式中跟随DR，但在其默认的C++03模式中给出了预期的错误（即Clang在C++03方式中不跟随DR）。这有点奇怪，但也许他们这样做是为了向后兼容性。

但是无论如何，实际上您一开始并不希望type是私有的。你想写的是struct is_equal和struct is_okay。

通过此更改，Clang通过了您的所有测试用例。GCC 4.6.1也通过了所有测试用例，除了int[100]的。GCC认为int[100]是可以的，而您断言它是而不是可以的。

但代码的另一个问题是，它不会测试您认为正在测试的内容。C++标准第8.5#10条非常明确地指出：[2]

初始化器是一组空括号的对象，即()，应进行值初始化。

因此，当您编写sizeof U()时，您并不是在测试U是否可以默认初始化；您正在测试它是否可以是值-初始化！

还是你？至少在我的一些测试用例中，GCC的错误消息表明U()被解释为类型的名称——"返回U的函数"——而正是int[100]表现不同的原因。我看不出这种行为是如何有效的，但我真的不明白这里的句法微妙之处。

如果您真的想测试默认初始化，那么您应该在当前拥有sizeof U()的所有地方使用类似sizeof *new U的东西。

顺便说一下，int[100]是默认的可初始化周期。标准明确了默认初始化数组类型的含义。

最后，我想知道代码中古怪行为的一个原因是否是您试图将一个未修饰的0（类型为int）传递给一个函数，该函数的重载集包括一个使用void *的函数和一个使用...的函数。如果编译器在这种情况下选错了，我完全可以理解。最好尝试将0传递给采用int的函数。

总之，这里有一个代码版本，它在ToT-Clang和GCC 4.6.1中都非常适合我（即没有断言失败）。

template< class T >
class is_default_constructible {
    typedef int yes;
    typedef char no;
    template<int x> struct is_okay { typedef int type; };
    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_okay< sizeof (*new U) >::type );
    template< class U >
    static no sfinae( ... );
public:
    enum { value = sizeof( sfinae<T>(0) ) == sizeof(yes) };
};
#if __has_feature(cxx_static_assert)
#define BOOST_STATIC_ASSERT(x) static_assert(x, "or fail")
#else
#define dummy2(line) dummy ## line
#define dummy(line) dummy2(line)
#define BOOST_STATIC_ASSERT(x) int dummy(__COUNTER__)[(x) - 1]
#endif
#include <string>
BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<int()>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<bool>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<std::string>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<int[100]>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<const std::string>::value );
struct NotDefaultConstructible {
    const int x;
    NotDefaultConstructible( int a ) : x(a) {}
};
BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<NotDefaultConstructible>::value );
struct DefaultConstructible {
    const int x;
    DefaultConstructible() : x(0) {}
};
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<DefaultConstructible>::value );

这几乎可以肯定是编译器的一个工件（bug），因为g++的行为（和失败）不同。我只能猜测VS为什么表现不同，但有一种猜测似乎是合理的，那就是这个类：

template<int x> class is_okay { typedef void type; };

无论模板参数如何，都有相同的定义，因此编译器在分析static sfinae( typename is_okay< sizeof U() >::type * );时可能会跳过一步，认为它定义良好，而不仔细查看is_okay的参数。所以它认为一切都是默认可构造的。

为什么VS和g++都不介意is_okay::type是私有的，我不知道。看起来他们都应该是。

另一方面，g++将这两个版本视为等价的。然而，在这两种情况下，它为int[100]给出了不同的错误。关于它是否应该是默认可构造的，这一点是有争议的。你似乎认为它不应该是。g++47的std::is_default_constructible认为它是！要获得这种行为（可能更标准），可以在enum行中将T替换为typename boost::remove_all_extents<T>::type。

相关文章：