c++ - 为什么在生成的模板中重复了特定的概念约束？

Question

我刚刚开始试验 C++ 概念，使用 g++ 6.1.0(Debian 软件包版本 6.1.1-1，标志 -std=c++17 -fconcepts)并且我已经在以下简化示例中遇到我不理解的错误消息:

#include <iterator>
#include <vector>
#include <iostream>

template <typename B>
concept bool ContextualBool = requires(B b) {
  { bool(b) };
  { !b } -> bool;
};

template <typename It>
concept bool InputIterator = requires(const It iconst, const It jconst, It i) {
  typename std::iterator_traits<It>::reference;
  typename std::iterator_traits<It>::value_type;
  { iconst == jconst } -> ContextualBool;
  { iconst != jconst } -> ContextualBool;
  { *i } -> typename std::iterator_traits<It>::reference;
  { ++i } -> It&;
  { *i++ } -> typename std::iterator_traits<It>::value_type;
};

template <typename P, typename Arg>
concept bool Predicate = requires(P pred, Arg x) {
  { pred(x) } -> ContextualBool;
};

template <typename P, typename It>
concept bool InputPredicate = requires {
  typename std::iterator_traits<It>::reference;
  requires Predicate<P, typename std::iterator_traits<It>::reference>;
};

/* Version 1 */
/*
InputIterator{I}
bool all_of(I begin, I end, InputPredicate<I> pred) {
*/
/* Version 2 */
/*
bool all_of(InputIterator begin, InputIterator end,
Predicate<typename std::iterator_traits<InputIterator>::reference> pred) {
*/
/* Version 3 */
bool all_of(InputIterator begin, InputIterator end,
            InputPredicate<InputIterator> pred) {
  while (begin != end) {
    if (!pred(*begin))
      return false;
    ++begin;
  }
  return true;
}

int main() {
  std::vector<int> v { 1, 2, 3, 4, 5 };
  if (all_of(v.begin(), v.end(), [](int n) { return n % 2 == 0; }))
    std::cout << "All elements of v are even\n";
  return 0;
}

在此代码中，版本 1 和版本 2 都成功编译并获得了预期的运行时结果。但是，对于版本 3，我收到以下错误消息:

/tmp/concepts_repr.cpp: In function ‘int main()’:
/tmp/concepts_repr.cpp:56:70: error: no matching function for call to ‘all_of(std::vector<int>::iterator, std::vector<int>::iterator, main()::<lambda(int)>)’
       if (all_of(v.begin(), v.end(), [](int n) { return n % 2 == 0; }))
                                                                      ^
/tmp/concepts_repr.cpp:44:10: note: candidate: template<class auto:1, class auto:2, class auto:3, class auto:4>  requires predicate( InputIterator<auto:1>) and predicate(InputPredicate<auto:2, auto:1>) and predicate(InputIterator<auto:3>) and predicate(InputPredicate<auto:4, auto:3>) bool all_of(auto:1, auto:1, auto:4)
     bool all_of(InputIterator begin, InputIterator end,
          ^~~~~~
/tmp/concepts_repr.cpp:44:10: note:   template argument deduction/substitution failed:
/tmp/concepts_repr.cpp:56:70: note:   couldn't deduce template parameter ‘auto:2’
       if (all_of(v.begin(), v.end(), [](int n) { return n % 2 == 0; }))
                                                                      ^

从错误消息来看，它似乎出于某种原因在生成的模板中生成了 InputIterator 和 InputPredicate 模板参数的重复版本。我不明白为什么会这样，特别是考虑到版本 2 有效。我是否误解了 cppreference.com 的声明:“等效约束类型说明符引入的所有占位符都具有相同的发明模板参数”？或者这可能是 gcc 中的错误？

Answer 1

据我所知，概念对类型名称进行操作，而不是对概念名称概念进行操作。在代码的版本 3 中，我们有 InputPredicate<InputIterator> ，但是 InputIterator是概念名称，而不是类型名称。因此编译失败。

我们真正想要的是 InputIterator对 begin 的类型进行操作的概念和 end .我们可以通过对函数签名进行少量更改来完成此操作:

bool all_of(InputIterator begin, InputIterator end,
        InputPredicate<decltype(begin)> pred) {
  ...
}

或者，我们可以显式指定模板参数并使用 requires 子句对其施加约束:

template<typename It, typename P>
  requires InputIterator<It> && InputPredicate<P, It>
bool all_of(It begin, It end, P pred) {
  ...
}

我实际上更喜欢后一种语法，因为我认为它使推导的模板参数的预期约束更加清晰。