Google 测试 (gtest) `EXPECT_TRUE()` 宏不会使用 `std::is_same<>` 模板作为输入进行编译

Question

在使用 clang 编译器的 C++17 中，无论我这样做，我都会遇到相同的构建错误：

EXPECT_TRUE(std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>);

或这个：

EXPECT_TRUE(typename std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>);,

或这个：

EXPECT_TRUE(typename std::is_same_v<typename decltype(var1), typename decltype(var2)>);

构建命令：

bazel test //my_target_dir:my_target

构建错误：

error: too many arguments provided to function-like macro invocation
                decltype(var2)>);
                ^
gtest/gtest.h:1980:9: note: macro 'EXPECT_TRUE' defined here
#define EXPECT_TRUE(condition) \
        ^
myfile.cpp:125:5: error: use of undeclared identifier 'EXPECT_TRUE'
    EXPECT_TRUE(std::is_same_v<
    ^

请注意，Googletest 的定义EXPECT_TRUE()在这里：https://github.com/google/googletest/blob/master/googletest/include/gtest/gtest.h#L1980。

我正在做的事情有什么问题，我怎样才能编译它？

参考：

1. std::is_same<T, U>::value和std::is_same_v<T, U>
2. GoogleTest（gtest）文档

Answer 1

概括

这不起作用，因为处理宏的 C++ 预处理器是在模板存在之前编写的，并且将逗号视为分隔宏的两个单独参数。它认为我已将EXPECT_TRUE()宏anything<foo作为第一个参数和bar>第二个参数调用：

// This does NOT work, because the preprocessor sees this 1 template
// argument to the macro as two separate arguments separated by the
// comma
EXPECT_TRUE(anything<foo, bar>);

这些选项确实有效：

// Option 1: move the template outside of the macro call
bool isSameType = std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>;
EXPECT_TRUE(isSameType);

// Option 2: for this particular case I can instead use the 
// `static_assert()` function in place of the `EXPECT_TRUE()` macro
static_assert(std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>);

// Option 3: use double parenthesis to force the macro to treat
// the parameter containing comma-separated template parameters
// as a **single argument** to the macro:
EXPECT_TRUE((std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>));

细节

在与一些朋友聊天一段时间后，其中一位名叫德鲁·格罗斯 (Drew Gross)的朋友解释了以下内容：

由于 C++ 预处理器模型，模板实例化中的逗号被解释为分隔宏的参数，而不是模板的参数。这是在现代 C++ 中强烈反对使用宏的众多原因之一。所以当你写：

SOME_MACRO(some_template<a, b>());

它被解释为将 2 个参数传递给SOME_MACRO，第一个是some_template<a，第二个是b>()。由于EXPECT_TRUE只接受一个参数，因此无法编译。

在这种特殊情况下，我建议使用static_assert而不是EXPECT_TRUE. 如果您要测试的东西不是编译时常量，则必须首先分配给局部变量，例如

bool localVar = some_template<a, b>();
EXPECT_TRUE(localVar);

他说得一点都没错。由于 C 和 C++ 宏预处理器是在 C++ 存在之前编写的，因此它无法识别 C++<和>模板作用域符号（它认为它们分别只是“小于”和“大于”符号），因此在此语句中 ( EXPECT_TRUE(std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>);) ，它看到逗号并解析std::is_same_v<decltype(var1)为 gtestEXPECT_TRUE()宏的第一个参数，以及decltype(var2)>宏的第二个参数。

因此，解决方案如下：

bool isSameType = std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>;
EXPECT_TRUE(isSameType);

然而，正如 Drew 所说，更好的解决方案是在这种情况下使用static_assert()gtest 而不是EXPECT_TRUE()，因为此测试可以在编译时而不是运行时完成：

（更好的解决方案）：

static_assert(std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>);

_{static_assert()注意： C++17 中不需要消息。看这里。}

我做了一些额外的研究和实验，还发现额外的括号也可以解决这个问题。使用额外的括号会强制预处理器将整个输入参数识别为宏的 1 个参数，因为预处理器尊重括号，但根本不尊重模板<>符号，因为它不支持模板。

因此，这也有效：

EXPECT_TRUE((std::is_same_v<decltype(var1), decltype(var2)>));

如果有疑问，请用括号括起来。如果需要的话，确实需要括号。:)

所以，现在我们有 3 个可行的解决方案来解决这个问题。static_assert()如果我需要在运行时测试一些模板输入，我可能会选择该选项作为我的主要解决方案，并将上面的额外括号选项作为我的解决方案。

附加参考资料：

一旦我知道问题的本质是什么（宏预处理器看到逗号并且不识别 C++ 模板<和>作用域运算符），我就能够进行一些谷歌搜索并找到以下答案来查看：

1. 为类似函数的宏调用提供了太多参数
2. 在 Xcode 中的断言 (assert.h) 中定义 lambda 时，为类似函数的宏调用提供了太多参数编译错误 [c++]

_{关键词：宏注意模板参数输入；C/C++ 宏预处理器的逗号参数分隔符，宏参数周围的宏中需要 C++ 额外的括号}