在标准库中键入trait以获得聚合初始化？

Question

C++标准库必须std::is_constructible<Class, T...>检查是否可以从给定类型构造类作为参数.

例如,如果我有一个MyClass具有构造函数的类MyClass(int, char),那么std::is_constructible<MyClass, int, char>::value将是true.

是否有类似的标准库类型特征,将检查聚合初始化是否有效,即MyClass{int, char}格式良好并返回MyClass？

我的用例:

我想编写一个函数模板,std::tuple使用聚合初始化将其转换为(通常是POD)类,具有以下签名:

template <typename Class, typename... T>
inline Class to_struct(std::tuple<T...>&& tp);

为了防止用户使用带有无效的函数Class,我可以static_assert在函数内部编写一个函数来检查给定tp参数是否具有可转换为成员的类型Class.这似乎是一种类型特征is_aggregate_initializable<Class, T...>会派上用场.

我可以推出自己的这个特性的实现,但仅仅是为了获取信息,标准库中有这样的特性我忽略了,还是很快就会成为标准库的一部分？

Answer 1

从评论中的讨论和浏览 C++ 参考来看，似乎有一个标准库类型特征既不聚合也不可初始化，至少在 C++17 之前是这样。

评论中强调，一般列表可初始化性Class{arg1, arg2, ...}( ) 和聚合可初始化性之间存在区别。

列表可初始化性（特别是直接列表可初始化性）更容易编写类型特征，因为该特征仅依赖于某种语法的有效性。对于我测试是否可以从元组的元素构造结构的用例，直接列表可初始化性似乎更合适。

实现此特征的可能方法（使用适当的 SFINAE）如下：

namespace detail {
    template <typename Struct, typename = void, typename... T>
    struct is_direct_list_initializable_impl : std::false_type {};

    template <typename Struct, typename... T>
    struct is_direct_list_initializable_impl<Struct, std::void_t<decltype(Struct{ std::declval<T>()... })>, T...> : std::true_type {};
}

template <typename Struct, typename... T>
using is_direct_list_initializable = detail::is_direct_list_initializable_impl<Struct, void, T...>;

template<typename Struct, typename... T>
constexpr bool is_direct_list_initializable_v = is_direct_list_initializable<Struct, T...>::value;

然后我们可以通过执行以下操作来测试直接列表的可初始化性is_direct_list_initializable_v<Class, T...>。

这也适用于移动语义和完美转发，因为std::declval遵循完美转发规则。

聚合的可初始化性不太简单，但有一个解决方案可以涵盖大多数情况。聚合初始化要求被初始化的类型为聚合（请参阅有关聚合初始化的 C++ 参考的说明），并且我们有一个 C++17 特征std::is_aggregate来检查类型是否为聚合。

但是，这并不意味着仅仅因为类型是聚合，通常的直接列表初始化就会无效。仍然允许与构造函数匹配的正常列表初始化。例如，以下编译：

struct point {
    int x,y;
};

int main() {
    point e1{8}; // aggregate initialization :)
    point e2{e1}; // this is not aggregate initialization!
}

为了禁止这种列表初始化，我们可以利用聚合不能具有自定义（即用户提供的）构造函数这一事实，因此非聚合初始化必须只有一个参数并且Class{arg}满足std::is_same_v<Class, std::decay_t<decltype(arg)>>.

幸运的是，我们不能拥有与其封闭类相同类型的成员变量，因此以下内容无效：

struct point {
    point x;
};

对此有一个警告：允许对同一对象的引用类型，因为成员引用可以是不完整的类型（GCC、Clang 和 MSVC 都接受这一点，没有任何警告）：

struct point {
    point& x;
};

虽然不寻常，但该代码根据标准是有效的。我没有解决方案来检测这种情况并确定它point是可使用类型的对象进行聚合初始化的point&。

忽略上面的警告（很少需要使用这种类型），我们可以设计一个可行的解决方案：

template <typename Struct, typename... T>
using is_aggregate_initializable = std::conjunction<std::is_aggregate<Struct>, is_direct_list_initializable<Struct, T...>, std::negation<std::conjunction<std::bool_constant<sizeof...(T) == 1>, std::is_same<std::decay_t<std::tuple_element_t<0, std::tuple<T...>>>, Struct>>>>;

template<typename Struct, typename... T>
constexpr bool is_aggregate_initializable_v = is_aggregate_initializable<Struct, T...>::value;

它看起来不太好，但功能符合预期。