为什么libstdc++-v3中declval的实现看起来那么复杂？

Question

下面的代码来自 libstdc++-v3 std::type_traits，它是一个实现std::declval：

  template<typename _Tp, typename _Up = _Tp&&> // template 1
    _Up
    __declval(int);
  template<typename _Tp> // template 2
    _Tp
    __declval(long);
  template<typename _Tp> // template 3
    auto declval() noexcept -> decltype(__declval<_Tp>(0));

但我认为我可以declval简单地实现：

template <typename T> T declval();

这是我的测试代码：

#include <iostream>
using namespace std;

struct C {
    C() = delete;
    int foo() { return 0; }
};

namespace test {
template <typename T> T declval();
};// namespace test

int main() {
    decltype(test::declval<C>().foo()) n = 1;
    cout << n << endl;
}

构建和运行命令是：

g++ -std=c++11 ./test.cpp
./a.out

1. 为什么libstdc++-v3中的实现看起来那么复杂？
2. 第一个片段中的模板 1 有什么作用？
3. 为什么__declval需要参数（int/ long）？
4. 为什么模板 1 ( int) 和模板 2 ( long) 具有不同的参数类型？
5. 我的简单实现有什么问题吗？

Answer 1

std::declval 实际上是：

template<class T>
typename std::add_rvalue_reference<T>::type declval() noexcept;

std::add_rvalue_reference<T>通常在哪里T&&，除非在无效的情况下（如 ifT = void或T = int() const），它只是T。主要区别在于函数不能返回数组，但可以返回数组引用，如U(&&)[]或U(&&)[N]。

显式使用的问题std::add_rvalue_reference在于它实例化了一个模板。在 libstdc++ 实现中，它本身以 ~4 的实例化深度实例化了大约 10 个模板。在通用代码中，std::declval可以使用很多，并且根据https://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=27798，不使用std::add_rvalue_reference. （libc++ 实现实例化的模板较少，但它仍然有影响）

这是通过将 " add_rvalue_reference" 直接内联到declval. 这是使用 SFINAE 完成的。

的返回类型declval<T>是decltype(__declval<_Tp>(0))。查找时__declval，发现两个函数模板。

第一个有返回类型_Up = T&&。第二个只有返回类型T。

第一个需要一个参数int，第二个long。它正在被传递0，它是一个int，所以第一个函数是一个更好的匹配并被选择，并被T&&返回。

除了 whenT&&不是有效类型（例如，T = void），然后当模板参数_Up被推导T&&的 替换时，会出现替换失败。所以它不再是函数的候选。这意味着只剩下第二个，并且 the0被转换为 long （并且返回类型只是T）。

在不能从函数返回T和 的情况下T&&（例如，T = int() const），两个函数都不能被选中，并且该std::declval<T>函数具有替换失败并且不是可行的候选者。

这是介绍优化的 libc++ 提交：https : //github.com/llvm/llvm-project/commit/ae7619a8a358667ea6ade5050512d0a27c03f432

这是 libstdc++ 提交：https ://gcc.gnu.org/git/?p = gcc.git;a = commitdiff;h = ec26ff5a012428ed864b679c7c171e2e7d917f76

他们俩以前都是 std::add_rvalue_reference<T>::type

Answer 2

这是为了捕获无法形成引用的类型。特别是，void。

通常int选择过载。如果_Tp是void，则int重载将失败_Up = void&&，然后long选择重载。

您的实现不会添加引用，这会因数组和函数而失败。

test::declval<void()>() // fails