为什么返回类型中的decltype表达式必须在符号名称中被破坏？

Question

我最近发现,当用作返回类型时,decltype表达式作为函数符号名称的一部分被破坏,并且这可能是导致令人讨厌的分段错误,同时解析表达式(例如在调试会话中),如果表达式是太复杂了.

第一个版本,在函数返回类型中使用decltype,其中完整表达式被破坏(http://goo.gl/EALubx):

#include <cstdint>
#include <utility>

struct A { void bar() const; };

template<typename T>
decltype(std::declval<T>().bar()) foo(T const& a);

void foo() { A a; return foo(a); }

编译为(GCC 5.2.0):

foo():
        sub     rsp, 24
        lea     rdi, [rsp+15]
        call    decltype ((((declval<A>)()).bar)()) foo<A>(A const&)
        add     rsp, 24
        ret

第二个版本,几乎等效,其中表达式类型作为附加模板参数的一部分被解析(http://goo.gl/DfQGR5):

#include <cstdint>
#include <utility>

struct A { void bar() const; };

template<typename T, typename R=decltype(std::declval<T>().bar())>
R foo(T const& a);

void foo() { A a; return foo(a); }

编译为(GCC 5.2.0):

foo():
        sub     rsp, 24
        lea     rdi, [rsp+15]
        call    void foo<A, void>(A const&)
        add     rsp, 24
        ret

我知道模板函数只能在它们的返回类型上重载,但是编译器不应该能够自己解析decltype表达式而是破坏结果类型吗？

任何人都可以告诉我为什么,或者指出我在C++规范中指定的位置？

Answer 1

回答：

正如TC在评论中所解释的，原因在于模板函数重载规则[temp.over.link]/5-6

例如：

// #1
template<typename T>
decltype(std::declval<T>().bar()) foo(T const& a);

// #2 same function as #1, because both are "equivalent":
// declared in the same scope, with the same name and 
// argument/return type expressions are "equivalent"
template<typename U>
decltype(std::declval<U>().bar()) foo(U const& a);

// #3 overloads #1, because argument/return type expressions
// may not be resolved to the same value for any given set of T
template<typename T>
decltype(std::declval<T>().baz()) foo(T const& a);

这也意味着以下内容是格式错误的：

// #1
template<typename T>
decltype(std::declval<T>().bar(2)) foo(T const& a);

// #2 is "functionally equivalent" but not "equivalent" to #1
// because argument/return type expressions are not "equivalent"
// but "functionally equivalent": they are resolved to the same value
// for any given T
template<typename T>
decltype(std::declval<T>().bar(1+1)) foo(T const& a);