C++20：非捕获lambda表达式作为非类型模板参数

Question

C++20：非捕获lambda表达式作为非类型模板参数

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C++20是否允许将非捕获lambda衰减为函数指针并直接作为非类型模板参数传递？如果是，正确的语法是什么？

我已尝试在各种版本的clang和gcc中使用-std=c++2a编写以下代码。

#include <iostream>

template<auto f>
struct S {
    static void invoke(int x) { f(x); }
};

using X = S<+[](int x) -> void { std::cout << x << " hello\n"; }>;

int main()
{
    X::invoke(42);
}

gcc编译代码没有任何投诉，代码按预期运行。

clang编译失败，并出现以下错误：

error: a lambda expression cannot appear in this context
using X = S<+[](int x) -> void { std::cout << x << " hello\n"; }>;
             ^

以下是完整代码（在线版本）：

Clang 10.0.0 HEAD: https://wandbox.org/permlink/n5eKQ4kQqSpDpr4k

Gcc 10.0.0 HEAD 20200113: https://wandbox.org/permlink/vJ44sdMtwCKAFU64

- Ross Bencina

有进展吗？最新的苹果clang还是同样的抱怨。 - Joey.Z

3个回答

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如果自C++17以来规则没有改变，那么使用lambda作为模板参数是不允许的，原因与使用字符串字面量不允许相同。每个lambda都有不同的类型，每个字符串字面量都引用不同的对象。在C++17中发生的变化是闭包对象现在是constexpr的。要将字符串字面量或lambda用作模板参数，对象必须具有外部链接性。因此，在C++17中允许这样做。

template <auto>
struct S {};

constexpr const char string[] = "String literal";
constexpr auto lambda = []{};

S<string> a;
S<+lambda> b;

闭包对象本身不能用作模板参数（因此您无法执行S<lambda>），但是这在C++20中可能已经改变了，因为有了三路比较。对象必须具有外部链接的原因是它会破坏模板。即使它们看起来相同，S<+[]{}>和S<+[]{}>也将被视为不同类型（类似于S<"">）。

- Indiana Kernick

自C++11起，不再需要内部链接 [[temp.arg.nontype]/1.3] (https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n3337/temp.arg.nontype#1.3)，因此尽管我自己也很难找到C++17禁止这种情况的确切位置，但我不认为链接是这里的解释... - Michael Kenzel

另外，请注意字符串字面值是否引用不同的对象是未指定的[lex.string]/16。而链接是名称的属性[basic.link]。由于字符串字面值没有名称，因此它们不能具有链接... - Michael Kenzel

-2

模板参数必须是一个constexpr变量。

有一个与lambda相关的提案N4487。

我不知道它是否被纳入了C++20。

- user2052436

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这是为C++17采用的。 - Barry

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Barry · Accepted Answer

C++20允许将非捕获的lambda衰减为函数指针直接传递给非类型模板参数吗？

是的。

实际上，你甚至可以更进一步 - 你甚至不需要将lambda转换为函数指针。你可以直接提供lambda。这在C++20中是有效的。

using Y = S<[](int x) -> void { std::cout << x << " hello\n"; }>;

抱歉，根据CWG 2542，这不再被视为有效的C++20代码，因为lambda表达式不是“结构化”类型（指可用作非类型模板参数类型的类型）。

在C++20中，我们有一个规则，即允许在未求值的上下文中使用lambda表达式（P0315）。在那里，除了许多其他措辞变化之外，这篇论文还撤销了阻止lambda表达式在模板参数（C++17的[expr.prim.lambda]/2）中使用的规则：

一个lambda表达式不得出现在未求值的操作数、模板参数、别名声明、typedef声明或函数或函数模板的声明中，除非在其函数体和默认参数之外。

在C++20中，这个条款不再存在。

解除这个限制允许将lambda用作模板参数，并且在C++17中，从无捕获lambda到函数指针的转换已经是constexpr的。clang目前还没有实现这个功能（在gcc上编译using T = decltype([]{});可以通过，但在clang上还不行）。我不会立即将这称为clang的错误，只是一个尚未实现的功能（在未评估的上下文中使用lambda还没有被列为已实现的功能，可以参考cppreference编译器支持页面）。

C++20的非类型模板参数（P1907）甚至允许省略+，因为无捕获的lambda函数被视为结构类型（[temp.param]/7），因为它们根本没有任何数据成员。