c++ - 如何在C++概念中定义emplace_back和其他可变参数模板函数？

Question

我正在尝试为允许push_back / emplace_back的标准库容器定义C++概念:

template <class ContainerType>
concept PushBackContainer = requires(ContainerType a)
{
    requires SequenceContainer<ContainerType>;
    { a.push_back(typename ContainerType::const_reference& v) };
    { a.push_back(typename ContainerType::value_type&& v) };
    // How do you define a variable templated function: 
    { template< class... Args > a.emplace_back(Args&&... args) };
}

我的问题是如何使用可变参数模板参数定义emplace_back？我正在使用Visual Studio 2019，但是如果不支持此功能，我会对正确的语法感兴趣。

Answer 1

大概值得做的最好的事情就是a.emplace_back();。

您的push_back要求也没有正确的语法。我想你要:

template <class ContainerType>
concept PushBackContainer = requires(
    ContainerType& a,
    typename ContainerType::value_type const& cv,
    typename ContainerType::value_type& v)
{
    requires SequenceContainer<ContainerType>;
    a.push_back(cv);
    a.push_back(std::move(v));
    a.emplace_back();
};

需求不检查功能签名；他们检查表达式的有效性(无需实例化更多不必要的模板)。如果我们有一个像这样的类(class):

class StrangeContainer {
public:
    using value_type = std::string;
    using const_reference = const value_type&;
private:
    struct ValueHolder {
        ValueHolder(const std::string& s) : value(s) {}
        ValueHolder(std::string&& s) : value(std::move(s)) {}
        std::string value;
    };
public:
    void push_back(ValueHolder);

    template <typename ... Args>
    void emplace_back(Args&&...);
};

然后忽略 SequenceContainer要求， PushBackContainer<StrangeContainer>将为true，并且还将满足标准自身与 push_back相关的要求。尽管它具有一些令人惊讶的效果，例如 push_back("")格式不正确，但它满足了技术要求。

因此，对于 push_back，我们实际上只是检查是否可以使用 const左值和非 const右值来调用它。 (该标准实际上还要求可以使用非 const左值和 const左值来调用它，这些情况与使用 const左值来调用时具有相同的行为。)

(如果您确实想测试确切的 push_back签名，则可以尝试 static_cast<void (ContainerType::*)(typename ContainerType::value_type&&)>(&ContainerType::push_back);-但这是不建议的，因为 namespace std中的成员函数不需要具有完全与所描述的签名相同，只能使用相同的参数进行调用，就像按照说明声明。)

此外，标准容器类模板对其 push_back或 emplace_back函数没有任何限制。带有 push_back的模板的每个实例化都声明两个重载，无论类型是可复制的还是可移动的。如果不是，那么实际上调用或以其他方式odd使用 push_back函数将是一个错误，但是出于require表达式和SFINAE上下文的目的而“存在”。同样， emplace_back成员模板被声明为接受任意数量的具有任何类型和值类别的参数，无论它们是否可用作 value_type构造函数参数。

因此，我们需要测试的内容是:容器是否具有带有基本普通可变参数函数声明的 emplace_back:可以用任意数量的参数调用 emplace_back，每个参数具有任何可能的类型，并且每个参数可以是左值还是右值？我认为没有任何方法可以在C++中使用require-表达式，SFINAE技巧或其他方式真正回答这一问题。因此，我将对某种 emplace_back的存在进行一个简单的测试，并且该测试可能会尽可能地简单:零参数。

您可能会觉得更奇特，还可以测试其他一些情况: emplace_back是否接受不同数量的参数，最多达到固定的最大值？它接受左值和右值参数吗？它接受伪 struct类型的参数吗？虚拟的 struct类型不是MoveConstructible吗？ const， volatile和 const volatile类型？所有上述所有可能的组合？但是，由于您将永远无法涵盖所有​​情况，因此与添加检查所需的工作量，复杂性和维护相比，这样的每个部分增强实际上能带来多少值(value)？