变量模板和concat中的推断返回类型

Question

这有效

玩弄C++ 11,我尝试构建一个函数,通过将任意对象写入一个来连接它们ostringstream.作为那些辅助函数,我有一个可变辅助函数,它将一个项目附加到现有函数ostream(下面的完整粘贴中给出的更多上下文):

template<class Head, class... Tail>
std::ostream& append(std::ostream& out, const Head& head, const Tail&... tail)
{
  return append(out << head, tail...);
}

这失败了

但后来我认为可能有一些对象,当<<应用于流时,不会返回ostream而是返回一些占位符.因此,将流类型设置为模板参数也很酷:

  1 #include <iostream>
  2 #include <sstream>
  3 
  4 template<typename Stream>
  5 Stream& append(Stream& out) {
  6   return out;
  7 }
  8 
  9 template<class Stream, class Head, class... Tail>
 10 auto append(Stream& out, const Head& head, const Tail&... tail)
 11   -> decltype(append(out << head, tail...))  // <<<<< This is the important line!
 12 {
 13   return append(out << head, tail...);
 14 }
 15 
 16 template<class... Args>
 17 std::string concat(const Args&... args) {
 18   std::ostringstream s;
 19   append(s, args...);
 20   return s.str();
 21 }
 22 
 23 int main() {
 24   std::cout << concat("foo ", 3, " bar ", 7) << std::endl;
 25 }

但是g++-4.7.1会拒绝编译这个.

将Stream签名中的所有用法改回来std::ostream都不会让它变得更好,所以我假设新的函数声明语法在这里发挥了重要作用 - 即使gcc 声称自4.4以来支持它.

错误信息

错误信息相当神秘,并没有告诉我这里发生了什么.但也许你可以理解它.

 In instantiation of ‘std::string concat(const Args& ...) [with Args = {char [5], int, char [6], int}; std::string = std::basic_string<char>]’:
24:44:   required from here
19:3: error: no matching function for call to ‘append(std::ostringstream&, const char [5], const int&, const char [6], const int&)’
19:3: note: candidates are:
5:9: note: template<class Stream> Stream& append(Stream&)
5:9: note:   template argument deduction/substitution failed:
19:3: note:   candidate expects 1 argument, 5 provided
10:6: note: template<class Stream, class Head, class ... Tail> decltype (append((out << head), append::tail ...)) append(Stream&, const Head&, const Tail& ...)
10:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
 In substitution of ‘template<class Stream, class Head, class ... Tail> decltype (append((out << head), tail ...)) append(Stream&, const Head&, const Tail& ...) [with Stream = std::basic_ostringstream<char>; Head = char [5]; Tail = {int, char [6], int}]’:
19:3:   required from ‘std::string concat(const Args& ...) [with Args = {char [5], int, char [6], int}; std::string = std::basic_string<char>]’
24:44:   required from here
10:6: error: no matching function for call to ‘append(std::basic_ostream<char>&, const int&, const char [6], const int&)’
10:6: note: candidate is:
5:9: note: template<class Stream> Stream& append(Stream&)
5:9: note:   template argument deduction/substitution failed:
10:6: note:   candidate expects 1 argument, 4 provided

题

所以我的核心问题是:
这个代码是否有充分的理由失败？

我会对标准中引用我的代码无效的一些引用感兴趣,或者对实现中出现问题的一些见解感兴趣.如果有人应该为此找到一个gcc bug,那也是一个答案.我找不到合适的报告.使这项工作的方法也很棒,尽管使用std::ostream仅适用于我当前的应用程序.关于其他编译器如何处理这个问题的输入也很受欢迎,但对于我认为可以接受的答案来说还不够.

Answer 1

3.3.2 [basic.scope.pdecl]
-1-名称的声明点紧跟在其完整的声明者(第8条)之后和初始化者之前(如果有的话),除非如下所述.

函数声明符包含尾随返回类型,因此函数自己的名称不在其自己的尾随返回类型的范围内.

因此在表达式decltype(append(out << head, tail...))中唯一的候选函数是非变量函数append(Stream&),当参数包tail不为空时不能使用它,因此当append使用两个以上的参数调用时,演绎总是失败.

因此,GCC拒绝代码是正确的.

去年12月,标准委员会成员对此进行了讨论,并将其作为核心问题报告,参见CWG 1433.

我现在能想到的唯一解决方法是尝试使用common_type,这在某些情况下会起作用,但对其他情况可能会失败:

template<class Stream, class Head, class... Tail>
  auto append(Stream& out, const Head& head, const Tail&... tail)
  -> typename std::common_type<decltype(out << head), decltype(out << tail)...>::type

如果out << head << tail有效但是out << tail没有,或者如果任何operator<<调用返回无法转换为其他operator<<调用返回的类型的内容,则会失败.