难以理解基于 SFINAE 的特征的通用 lambda 语法

Question

我正在阅读一些基于 SFINAE 的特征的示例，但无法理解与 C++17 中的通用 lambda 相关的示例（isvalid.hpp）。

我可以理解它大致包含一些主要部分，以便实现类型特征，例如isDefaultConstructibleorhasFirst特征（isvalid1.cpp）：

1. 使用 SFINAE 技术的辅助函数：

#include <type_traits>

// helper: checking validity of f(args...) for F f and Args... args:
template<typename F, typename... Args,
         typename = decltype(std::declval<F>()(std::declval<Args&&>()...))>
std::true_type isValidImpl(void*);

// fallback if helper SFINAE'd out:
template<typename F, typename... Args>
std::false_type isValidImpl(...);

2. 确定有效性的通用 lambda：

// define a lambda that takes a lambda f and returns whether calling f with args is valid
inline constexpr
auto isValid = [](auto f) {
                 return [](auto&&... args) {
                          return decltype(isValidImpl<decltype(f),
                                                      decltype(args)&&...
                                                     >(nullptr)){};
                        };
               };

3. 输入助手模板：

// helper template to represent a type as a value
template<typename T>
struct TypeT {
    using Type = T;
};

// helper to wrap a type as a value
template<typename T>
constexpr auto type = TypeT<T>{};

// helper to unwrap a wrapped type in unevaluated contexts
template<typename T>
T valueT(TypeT<T>);  // no definition needed

4.最后，将它们组合成isDefaultConstructibletrait来检查类型是否是默认可构造的：

constexpr auto isDefaultConstructible
    = isValid([](auto x) -> decltype((void)decltype(valueT(x))()) {
        });

它的使用方式如下（现场演示）：

struct S {
    S() = delete;
};

int main() {
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "int: " << isDefaultConstructible(type<int>) << std::endl;    // true
    std::cout << "int&: " << isDefaultConstructible(type<int&>) << std::endl;  // false
    std::cout << "S: " << isDefaultConstructible(type<S>) << std::endl;        // false

    return 0;
}

然而，有些语法太复杂，我无法弄清楚。

我的问题是：

• 相对于 1，至于std::declval<F>()(std::declval<Args&&>()...)，是否意味着它是一个F采用Args类型构造函数的类型仿函数？为什么它使用转发引用Args&&而不是简单地使用转发引用Args？

• 对于2，至于decltype(isValidImpl<decltype(f), decltype(args)&&...>(nullptr)){}，我也无法理解为什么它传递转发引用decltype(args)&&而不是简单地传递decltype(args)？

• 对于4，至于decltype((void)decltype(valueT(x))())，这里铸造的目的是什么(void)？（也可以在isvalid1.cpp(void)中找到特征的强制转换）我能找到的关于强制转换的所有信息是强制转换为 void 以避免使用重载的用户定义的逗号运算符，但似乎这里的情况并非如此。hasFirstvoid

感谢您的任何见解。

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PS 对于想要更多详细信息的人，可以查看C++ 模板：完整指南，第 2 - 19.4.3 使用通用 Lambdas for SFINAE。作者还提到了一些技术在Boost.Hana中被广泛使用，所以我也听了Louis Dionne的谈论。然而，它只能帮助我理解上面的代码片段。（关于C++元编程的演变仍然是一个很好的讨论）

Answer 1

1. F 是一个可以用 Args 调用的函数对象...为了思维模型的缘故，将其描绘std::declval<F>()为“F 类型的完全构造的对象”。std::declval是为了防止 F 不可默认构造并且仍然需要在未评估的上下文中使用。对于默认可构造类型，这将是等效的： F()(std::declval<Args&&>()...);本质上，它是对 F 的构造函数的调用，然后使用operator()转发对其进行调用Args。但是想象一下，一种类型可以使用 int 构造，另一种类型可以默认构造，而另一种类型则需要字符串。如果没有一些未评估的类似构造函数的元函数，就不可能涵盖所有这些情况。您可以在 Alexandrescu 的《现代 C++ 设计：通用编程和设计模式的应用》中阅读更多相关内容。

2. 添加&&到参数类型实际上是完美转发它。它可能看起来晦涩难懂，但它只是 的简写decltype(std::forward<decltype(args)>(args))。有关更多详细信息，请参阅折叠规则的实现std::forward和参考。但请记住，此代码片段添加了右值引用，当与原始类型（而不是转发类型）组合时，该右值引用会折叠为正确的引用。

3. 正如评论中所述：该类型并不是真正需要的，存在无法返回的可能性，它的存在只是为了检查表达式的正确性，之后可以将其丢弃。