CRTP和c ++ 1y返回类型推导

Question

我最近在玩CRTP的时候遇到的东西让我感到惊讶,因为它与c ++ 1y函数一起使用,其类型是推导出来的.以下代码有效:

template<typename Derived>
struct Base
{
    auto foo()
    {
        return static_cast<Derived*>(this)->foo_impl();
    }
};

struct Derived:
    public Base<Derived>
{
    auto foo_impl()
        -> int
    {
        return 0;
    }
};

int main()
{
    Derived b;
    int i = b.foo();
    (void)i;
}

我假设返回类型Base<Derived>::foo是decltype返回的表达式的一个,但如果我修改这样的函数foo:

auto foo()
    -> decltype(static_cast<Derived*>(this)->foo_impl())
{
    return static_cast<Derived*>(this)->foo_impl();
}

此代码不再起作用,我收到以下错误(来自GCC 4.8.1):

||In instantiation of 'struct Base<Derived>':|
|required from here|
|error: invalid static_cast from type 'Base<Derived>* const' to type 'Derived*'|
||In function 'int main()':|
|error: 'struct Derived' has no member named 'foo'|

我的问题是:为什么不起作用？我可以写什么来获得正确的返回类型而不依赖于自动返回类型扣除？

而且,嗯......这是一个现实的例子.

Answer 1

为什么第一个例子有效(返回类型推导)？

类模板的成员函数的定义仅在odr-used(或显式实例化)时被隐式实例化.也就是说,通过派生Base<Derived>,您不会隐式实例化函数体.因此,还没有推断出返回类型.

在(*)实例化点,Derived完成,Derived::foo_impl声明,返回类型推断可以成功.

_{(*)不是"the",而是"某些实例化点".有几个.}

为什么第二个例子不起作用(trailing-return-type)？

我假设返回类型Base<Derived>::foo是decltype 返回的表达式的一个,但是如果我foo像这样修改函数:

所述尾返回类型是成员函数的声明的一部分; 因此,它是周围类定义的一部分,需要在派生时进行实例化Base<Derived>.此时,Derived仍然是不完整的,具体Derived::foo_impl尚未宣布.

我可以写什么来获得正确的返回类型而不依赖于自动返回类型扣除？

现在这很棘手.我会说标准中没有明确定义,例如看到这个问题.

这是一个演示clang ++ 3.4没有找到Derived内部成员的例子Base<Derived>:

template<typename Derived>
struct Base
{
    auto foo() -> decltype( std::declval<Derived&>().foo_impl() )
    {
        return static_cast<Derived*>(this)->foo_impl();
    }
};

declval不需要完整的类型,所以错误消息是,有没有foo_impl在Derived.

有一个黑客,但我不确定它是否合规:

template<typename Derived>
struct Base
{
    template<class C = Derived>
    auto foo() -> decltype( static_cast<C*>(this)->foo_impl() )
    {
        static_assert(std::is_same<C, Derived>{}, "you broke my hack :(");
        return static_cast<Derived*>(this)->foo_impl();
    }
};