为什么 std::is_invocable 不能与模板化的 operator() 一起工作，它的返回类型是自动推导的（例如通用 lambdas）

Question

C++17 介绍template <class Fn, class...ArgTypes> struct is_invocable：

确定是否Fn可以使用参数调用ArgTypes...。正式地，确定INVOKE(declval<Fn>(), declval<ArgTypes>()...)当被视为未计算的操作数时是否格式良好，其中INVOKE定义的操作在Callable.

但是，此模板不适用于模板化的 operator()，其（直接或间接）返回类型是自动推导的：

#include <type_traits>
#include <iostream>

struct A {
  int a() { return 1; }
};

struct B {};

struct {
  template<typename T>
  auto operator()(T t) { return t.a(); }
} f1;

struct {
  template<typename T>
  auto operator()(T t) -> decltype(t.a()) { return t.a(); }
} f2;

struct {
  template<typename T>
  auto operator()(T t) -> decltype(f1(t)) { return f1(t); }
} f3;

template<typename F, typename T>
void check(F&& f, T) {
  std::cout << std::boolalpha << std::is_invocable_v<F, T> << std::endl;
}

int main() {
  check(f1, A());   // true
  check(f2, A());   // true
  check(f3, A());   // true
  //check(f1, B()); // error: ‘struct B’ has no member named ‘a’
  check(f2, B());   // false
  //check(f3, B()); // error: ‘struct B’ has no member named ‘a’
  return 0;
}

我想原因可能与SFINAE有关。但这仍然不直观。我试图检查引入 的 N4659 草案的段落std::is_invocable，但仍然无法找到有关此行为的更多详细信息。由于本人不是这方面的专家，可能有疏漏之处。

Answer 1

我想原因可能与SFINAE有关。

的确。我们称之为f1“SFINAE 不友好”之类的东西：

struct {
  template<typename T>
  auto operator()(T t) { return t.a(); }
} f1;

那是因为f1宣传自己可以用任何东西调用（根本没有任何约束），但要找出调用运算符实际返回的内容，您必须实例化调用运算符的主体。这涉及确定表达式的类型t.a()，但此时我们处于实例化的“直接上下文”之外。此时的任何失败都不是替换失败 - 这是一个硬编译错误。

f2 另一方面：

struct {
  template<typename T>
  auto operator()(T t) -> decltype(t.a()) { return t.a(); }
} f2;

对 SFINAE 友好。检查t.a()发生在替换的直接上下文中，因此该表达式中的错误会导致该函数简单地从候选集中删除。is_invocable可以检查并确定false。

f3与f1- 当我们f1(t))在直接上下文中检查时， 的实际解析decltype(f1(t))仍然在直接上下文之外，因此它仍然是一个硬编译器错误。

简短的版本是：除非您对 SFINAE 友好，否则任何类型特征或概念都不起作用。任何失败都必须在直接上下文中。