T 是否必须是一个完整的类型才能在 `std::declval<T>` 中使用？

Question

考虑这个例子（来自这里）：

#include <type_traits>
#include <iostream>
template <typename U>
struct A {
};

struct B {
   template <typename F = int>
   A<F> f() { return A<F>{}; }

   using default_return_type = decltype(std::declval<B>().f());
};

int main()
{
    B::default_return_type x{};
    std::cout << std::is_same< B::default_return_type, A<int>>::value;
}

它在 gcc9.2 上编译没有错误，但 gcc7.2 和 clang 10.0.0 抱怨B不完整。Clangs 错误是：

prog.cc:11:58: error: member access into incomplete type 'B'
   using default_return_type = decltype(std::declval<B>().f());
                                                         ^
prog.cc:7:8: note: definition of 'B' is not complete until the closing '}'
struct B {
       ^
prog.cc:16:8: error: no type named 'default_return_type' in 'B'
    B::default_return_type x{};
    ~~~^
prog.cc:17:35: error: no member named 'default_return_type' in 'B'
    std::cout << std::is_same< B::default_return_type, A<int>>::value;
                               ~~~^

Answer 1

错误的来源不是std::declval，而是不完整的类成员访问。

在2.5 年前合并CWG1836 的决议之前，标准要求类必须在类成员访问表达式 ( ) 中完成。[expr.ref]/2 在 C++11 中：E1.E2

对于第一个选项（点），第一个表达式应具有完整的类类型。

[expr.ref]/2 在 C++17 中：

对于第一个选项（点），第一个表达式应是具有完整类类型的泛左值。

并且一个类alias-declaration在它自己的内部不被认为是完整的member-specification。
[class.mem]/6 在 C++17 中：

}在class-specifier结束时，类被认为是完全定义的对象类型（[basic.types]）（或完整类型）。在类成员规范中，类在函数体、默认参数、noexcept-specifier和默认成员初始值设定项（包括嵌套类中的此类内容）中被视为完整的。否则在它自己的类成员规范中被认为是不完整的。

Answer 2

来自[declval]：

备注：模板参数T的declval可能是一个不完整的类型。

这种措辞自 C++11 以来就存在（因此编译器不可能符合早期的标准）