为什么这个模板参数约束不起作用？

Question

阅读 templates-revisited：

struct S(T : T*) {
  T t;  // t is supposed to be of type 'int*', but it's of type 'int', why?
}

void main() {

  int x = 123;
  S!(int*) s;
  static assert(is(typeof(s.t) == typeof(&x)));
}

上述代码无法编译。

奇怪的是，下面的代码可以成功编译：

struct S(T : int*) {
  T t;
}

void main() {

  int x = 123;
  S!(int*) s;
  static assert(is(typeof(s.t) == typeof(&x)));
}

我不理解这种行为。希望能够给出解释。

- Arlen

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如果你尝试使用 struct S(T:void*)。 - ratchet freak

我要指出这些断言不起作用（肯定地说，在2.059上它们不起作用），因为您无法比较类型。 您需要将它们放在“is”表达式中。 - Jonathan M Davis

@JonathanMDavis 无论如何，在第一个示例中执行s.t =＆x是不起作用的，我会得到“错误：无法将类型为int *的表达式（＆x）隐式转换为int”。所以我猜这是DMD的一个bug？ - Arlen

@Arlen 我并不是在质疑这个问题本身。你的意思已经很清楚了，如果使用正确的 is 表达式，确实存在这个问题。我只是指出这些断言本身是不正确的。 - Jonathan M Davis

Answer 1

当类型特化（冒号后面的类型）依赖于参数标识符时，比如 T : T*，如果有匹配，结果标识符指的是标识符（T）在类型特化中（推断类型）的作用。

否则，如果特化是独立的，比如 T : int*，结果标识符是类型特化的别名。

例子：

=========================================================
Argument T        | Specialization     | Result
=========================================================
void              | T : void           | void
char              | T : void           | <no match>
int*              | T : T*             | int
immutable(char)[] | T : T[]            | immutable(char)
immutable(char)[] | T : immutable(T)[] | char
=========================================================

当模板参数传递的参数不匹配时，该模板将从重载集中删除。如果重载集在找到匹配项之前变为空，则会引发错误。

当IsExpression（is(...)主表达式）出现不匹配时，结果为false，并且不会引入任何符号进入作用域。

- jA_cOp

Answer 2

如http://dlang.org/template.html中的“Argument Deduction”部分所解释的那样，在推断模板参数类型时：

1. 如果没有参数的类型专门化，参数的类型设置为模板参数。
2. 如果类型专门化依赖于类型参数，则该参数的类型设置为类型参数对应的类型参数。
3. 如果在检查所有类型参数后仍有任何未分配类型的类型参数，则将它们分配给相同位置的模板参数的模板参数列表中的模板参数。
4. 如果应用上述规则不能为每个模板参数恰好产生一个类型，则出错。

而与您的情况相对应的示例是：

template TBar(T : T*) { }
alias TBar!(char*) Foo3;   // (2) T is deduced to be char

因此，在您的第一个示例中看到的行为是预期的。因为T在两侧，T最终被评估为模板参数将导致T*。因此，由于模板参数是int*，T*将是int*，并且T最终变成int。您所拥有的非常类似于std.traits.pointerTarget：

/**
Returns the target type of a pointer.
*/
template pointerTarget(T : T*)
{
    alias T pointerTarget;
}

你的第二个示例可以编译，因为该模板要求T可以隐式转换为int*。而且，由于int*可以隐式转换为自身，当你将int*作为模板参数传递时，它就起作用了。导致问题的原因是当T在两侧时，右侧表达式依赖于左侧。

现在，我假设您实际上想要测试的是模板参数是否为指针？如果是这种情况，那么您应该使用std.traits.isPointer：

struct S(T)
    if(isPointer!T)
{
    T t;
}

- Jonathan M Davis