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Gene
Asked: 2024-07-06 05:38:35 +0800 CST

可选<void>类型名称是否有效？

  • 772

我在修改现有代码时偶然发现创建了一个别名声明std::optional<void>。它来自如下模板代码：

using ret_t = std::invoke_result_t<Fn, Args...>;
using opt_ret_t = std::optional<ret_t>;

代码稍后会区分返回类型为 (not) 的情况void，因此实际上从未optional创建过对象。

为了确保我没有遗漏任何东西，我在该代码分支中添加了一个断言，并且所有内容都经过编译：

static_assert(std::is_same_v<opt_ret_t, std::optional<void>>);

cppreference 说：

没有可选的引用、函数、数组或 cv void；如果程序实例化具有这种类型的可选项，则程序格式不正确。

那么，无论编译器是否抱怨，这段代码都是错误的吗？

c++

2 个回答

  1. 存在隐式实例化（类）模板的特定情况：请参阅 [temp.inst]，尽管在某些情况下，它可能因实现而异。在任何情况下，仅仅提及模板 ID都不会导致实例化；通常，当类型需要完整时，才会发生这种情况。

    在 C++20 中，可以声明一个带有约束的模板，即使模板特化仅仅被命名，这些约束也会生效：

    template<class T> requires !std::is_void_v<T>
struct foo {…};
    • 3
  2. Best Answer

    [res.on.functions]/2.5指出，如果在标准库中“实例化模板组件或评估概念时，使用不完整类型作为模板参数，则行为未定义，除非该组件有特别允许”。

    void是不完整类型 ([basic.types.general]/5)，并且std::optional不是允许不完整类型的标准库模板之一 ([optional.optional.general]/3)。因此，如果您实例化std::optional<void>，程序可能无法编译，或者它可能在编译时在运行时行为不可预测（但实际上，首先要考虑发生的事情）。

    然而，做这样的事情

    using T = std::optional<void>;

    不实例化std::optional<void>。根据[temp.inst]/2和 [temp.inst]/11，类模板特化仅在以需要特化完整的方式使用时，或当特化的完整性影响程序的语义时才会隐式实例化。当您仅提及类模板特化的名称或为其声明别名时，类模板特化不需要完整，声明完整或不完整类型的别名之间也没有任何区别。所以在这种情况下，我们没有得到隐式实例化。

    标准库没有针对类模板特化非实例化用途的相应规则。事实上，如果U是不完整的类类型，那么能够执行以下操作会很有用：

    class U;

std::optional<U> getU();

class U { /* ... */ };
// U is now complete

std::optional<U> getU() {
    // define the function
}

    使用类型作为返回类型并不要求它在函数实际定义之前是完整的，因此在完成std::optional<U>之前在非定义声明上用作返回类型是合法的。U

    如果有任何规则明确禁止非实例化使用std::optional<void>，则需要在其自身的描述中找到它std::optional。由于std::optional定义为

    namespace std {
  template <class T>
  class optional {
      // ...
  };

  // (deduction guide omitted)
}

    void当您仅仅传递给模板参数T 而不实例化类模板时，不会发生任何不好的事情，但是正如 Davis Herring 指出的那样，可能存在一些类模板，其中仅仅提及专门化的名称即使没有实例化也是无效的。std::optional只是其中之一。

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