C++20 概念要求运算符重载结合用户定义模板运算符重载函数

Question

情况1

考虑下面concept这requires的value_type的range R是打印：

#include <iostream>
#include <iterator>

template <class R, typename T = std::ranges::range_value_t<R>>
concept printable_range = requires(std::ostream& os, const T& x) { os << x; };

它适用std::vector<int>于不同的三个编译器：

static_assert(printable_range<std::vector<int>>);

但是如果我在定义之后定义一个operator<<任何类型的模板函数：xconcepts

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const auto& x) { return os << x; }

GCC 和 MSVC 可以通过以下断言，但 Clang失败：

static_assert(printable_range<std::vector<std::vector<int>>>);

我应该信任哪个编译器？这似乎是一个 Clang 错误。

案例2

古怪的，如果我定义了一个自定义的结构S与operator<<支持前的concept printable_range定义：

struct S{};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const S&) { return os; }

MSVC 的相同断言失败，但 GCC 仍然接受它：

static_assert(printable_range<std::vector<std::vector<int>>>);

这是一个 MSVC 错误吗？

案例3

如果我将operator<<函数转换为命名函数print，则所有编译器在第二个断言时都会失败。这让我感到惊讶，因为它看起来等同于案例 1，这里的关键点是成员函数与自由函数或运算符重载函数与自由函数？

void print(int x) { std::cout << x; };

template <class R, typename T = std::ranges::range_value_t<R>>
concept printable_range = requires(const T& x) { print(x); };

void print(auto x) { std::cout << x; };

static_assert(printable_range<std::vector<int>>);
static_assert(printable_range<std::vector<std::vector<int>>>); // failed!

Answer 1

我应该信任哪个编译器？这似乎是一个 Clang 错误。

这是一个 GCC/MSVC 错误。名称查找os << x将执行依赖于参数的查找以查找任何其他关联的operator<<s，但这里关联的命名空间只是std. 你operator<<是不是在namespace std，所以查找不应该找到它，所以应该没有可行的候选人。

GCC 和 MSVC 这样做的事实是一个错误。

GCC 的问题在于，它与运算符的查找，特别是，只会发现比它应该的更多的东西（见51577，感谢 TC）。这就是为什么它可以找到operator<<但不能找到print.

实际上，这些是相同的示例，只是名称不同（printvs operator<<）并且它们应该具有相同的行为。

Answer 2

叮当是对的。这是通常的两阶段查找规则，已知 GCC 会为操作员错误地处理（并且 MSVC 也不完全知道正确的两阶段查找支持，尽管它们正在变得更好）。

普通的非限定查找operator<<只发生在定义上下文中，什么也没找到。依赖参数的查找也无法operator<<在全局命名空间中找到，因为全局命名空间不是 的关联命名空间std::vector<int>。