c++ - 为什么使用两个 sizeof 来检查一个类是否是默认可构造的，而一个却不行？

Question

我使用了“Is there a way to test whether a C++ class has a default constructor (other than compiler-provided type traits)?”中的代码。

我稍作修改以适用于我的所有测试用例:

template< class T >
class is_default_constructible {
    typedef int yes;
    typedef char no;


    // the second version does not work
#if 1
    template<int x, int y> class is_equal {};
    template<int x> class is_equal<x,x> { typedef void type; };

    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_equal< sizeof U(), sizeof U() >::type * );
#else
    template<int x> class is_okay { typedef void type; };

    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_okay< sizeof U() >::type * );
#endif

    template< class U >
    static no sfinae( ... );

public:
    enum { value = sizeof( sfinae<T>(0) ) == sizeof(yes) };
};

为什么它在两个模板参数版本中都能正常工作，而在普通版本(设置 #if 0)中却不能？这是编译器错误吗？我正在使用 Visual Studio 2010。

我使用了以下测试:

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<int>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<bool>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<std::string>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<int[100]>::value );

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<const std::string>::value );

struct NotDefaultConstructible {
    const int x;
    NotDefaultConstructible( int a ) : x(a) {}
};

BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<NotDefaultConstructible>::value );

struct DefaultConstructible {
    const int x;

    DefaultConstructible() : x(0) {}
};

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<DefaultConstructible>::value );

我真的很茫然:

1. 另一个版本的两个测试失败:int[100] 和 NotDefaultConstructible。所有测试都使用两个模板参数版本成功。
2. Visual Studio 2010 不支持 std::is_default_constructible。但是，我的问题是为什么这两种实现有任何差异，以及为什么一种有效而另一种无效。

Answer 1

(我的回答很大程度上来自 DS 之前的回答。)

首先，请注意您有 class is_okay { typedef void type; }，即 type 是 is_okay 的私有(private)成员。这意味着它实际上在类之外是不可见的，因此

template< class U >
static yes sfinae( typename is_equal< sizeof U(), sizeof U() >::type * );

永远不会成功。但是，SFINAE 在 C++98 中最初并不适用于这种情况；直到 DR 1170 的决议“访问检查 [开始] 作为替换过程的一部分完成”。 [1]

(Amazingly, Paolo Carlini wrote that blog entry just 10 days ago, so your timing with this question is impeccable. In cases like this, according to Carlini, GCC prior to 4.8 didn't do access checking during SFINAE at all. So that explains why you didn't see GCC complaining about the private-ness of type. You'd have to be using a top-of-tree GCC from literally less than two weeks ago, in order to see the correct behavior.)

Clang (top-of-tree) 在 -std=c++11 模式下遵循 DR，但在其默认 C++03 模式下会给出预期的错误(即 Clang 不会遵循 C++03 模式下的 DR)。这有点奇怪，但也许他们这样做是为了向后兼容。

但是无论如何，您实际上并不希望 type 首先是私有(private)的。你要写的是 struct is_equal 和 struct is_okay。

通过此更改，Clang 可以通过您的所有测试用例。 GCC 4.6.1 也通过了所有的测试用例，except for int[100]。 GCC 认为 int[100] 没问题，而您断言它不 没问题。

但是您的代码的另一个问题是它没有测试您认为它正在测试的内容。 C++ 标准第 8.5#10 条非常清楚地说明:[2]

An object whose initializer is an empty set of parentheses, i.e., (), shall be value-initialized.

所以当你编写 sizeof U() 时，你并不是在测试 U 是否可以被 default 初始化；您正在测试它是否可以被 value 初始化!

...你是吗？至少在我的一些测试用例中，GCC 的错误消息表明 U() 被解释为一种类型的名称——“函数返回 U”——和 那是int[100]表现不同的原因。我看不出这种行为是如何有效的，但我真的不明白这里的语法细节。

如果你真的想测试 default 初始化，你应该在你当前拥有 sizeof U() 的任何地方使用类似 sizeof *new U 的东西.

顺便说一下，int[100] 是默认可初始化的，句号。该标准清楚地说明了默认初始化数组类型的含义。

最后，我想知道您的代码中出现古怪行为的一个原因是否是您试图将未经修饰的 0(类型为 int)传递给函数，其重载集包括一个采用 void * 的函数和一个采用 ... 的函数。在这种情况下，如果编译器选择了错误的编译器，我完全可以理解。建议您尝试将 0 传递给采用 int 的函数。

总而言之，这是您的代码版本，在 ToT Clang 和 GCC 4.6.1 中都非常适合我(即没有断言失败)。

template< class T >
class is_default_constructible {
    typedef int yes;
    typedef char no;

    template<int x> struct is_okay { typedef int type; };

    template< class U >
    static yes sfinae( typename is_okay< sizeof (*new U) >::type );

    template< class U >
    static no sfinae( ... );

public:
    enum { value = sizeof( sfinae<T>(0) ) == sizeof(yes) };
};

#if __has_feature(cxx_static_assert)
#define BOOST_STATIC_ASSERT(x) static_assert(x, "or fail")
#else
#define dummy2(line) dummy ## line
#define dummy(line) dummy2(line)
#define BOOST_STATIC_ASSERT(x) int dummy(__COUNTER__)[(x) - 1]
#endif

#include <string>

BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<int()>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<bool>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<std::string>::value );
BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<int[100]>::value );

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<const std::string>::value );

struct NotDefaultConstructible {
    const int x;
    NotDefaultConstructible( int a ) : x(a) {}
};

BOOST_STATIC_ASSERT( !is_default_constructible<NotDefaultConstructible>::value );

struct DefaultConstructible {
    const int x;

    DefaultConstructible() : x(0) {}
};

BOOST_STATIC_ASSERT( is_default_constructible<DefaultConstructible>::value );