c++ - 结构类型为 NTTP : why must all members be public?

Question

在下面的例子中

template<auto V>
struct A {};

struct B {
    constexpr B(int a) : value{a} {}
private:
    int value{0};
};

int main() {
    constexpr B b{0};
    A<b> t2;        
}

成员(member) value必须公开才能创建类型 B结构将其用作 A 的 NTTP .

那么，没有私有(private)成员的类型可以用作 NTTP 吗？
这是 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p1907r1.html的真正意图吗？ ?

Answer 1

Is this the real intent of [P1907]?

P1907 的目的是正确指定两个值在模板参数上下文中等效的含义。在本文之前，等价的概念首先基于 <=>。 ( P0732 ) 然后基于 == ( P1185 )，但是使用这些比较运算符作为基础有很多问题(如论文中所述)。

考虑指针。我们已经有很长时间的写作能力:

template <char const*> struct X { };

在这里， X<p>和 X<q>如果指针 p 是相同的类型和 q指向具有静态存储持续时间的同一个对象或两个空指针(P1907 还允许两者都成为结束指针或都指向同一个子对象)。

现在，考虑如下类型:

struct S {
    char const* b;
    char const* e;
    char const* c;
};

怎么会:

template <S> struct Y { };

工作？这种类型具有所有公共(public)成员，因此可以肯定地说它没有不变量——任何人都可以修改这些指针中的任何一个以指向任何东西。那么规则是 Y<s1>和 Y<s2>如果 s1.b 是同一类型和 s2.b是相同的指针，如果 s1.e和 s2.e是相同的指针，如果 s1.c和 s2.c是同一个指针。三对都是一样的。

现在考虑如下类型:

class String {
private:
    char const* begin_;
    char const* end_;
    char const* capacity_;

public:
    constexpr String();
    constexpr String(char const*);
    constexpr String(String const&);
    constexpr String& operator=(String const&);
    constexpr ~String();
};

这种类型具有私有(private)成员，因此强制执行一些不变量 - 并且可能对“相同”的含义有不同的理解，而不仅仅是“其所有成员成对等效”。确实， String大致是怎样 std::string看起来(忽略 SSO)，如果我们采用成员等效的方法，那么我们会遇到给定的情况:

template <String> struct Z { };

Z<"hello"s>每次可能会给出不同的类型 - 因为我们必须分配存储空间来保存字符串，并且那些底层指针可能不同。 P1907 的一个重要驱动因素是最终允许:

template <std::string> struct C;

这样 C<"hello">不仅在翻译单元中始终是同一类型，而且在所有翻译单元中始终是同一类型。以及基于 <=> 的机制/ ==不适用于这种情况。获得 std::string的唯一途径要作为非类型模板参数正常工作，是能够具有自定义机制， std::string 的作者指定等价基于什么——在这种情况下，我们甚至根本不会查看容量指针，它只是基于 begin_ 中的字符序列。至 end_ (不是指针值，指向的值)。

这种新机制还不存在(作者暗示了 operator template )，所以在它存在之前有两种选择:

删除所有类类型作为非类型模板参数

提出一种适用于某些类型的默认机制，但不会向其他类型添加不正确的等效概念，即使这会阻止将某些类类型用作非类型模板参数，从这些参数中的成员等效规则将是正确的.

我们选择了选项 2，使用“所有公共(public)”作为进行简单的、逐个成员等效的机制……理解 C++23 将具有这样的机制(如 operator template )以允许非类型 std::string 等类型的模板参数, std::vector<char> , std::optional<int> ， ETC。