std::pair<auto, auto> 返回类型

Question

std::pair<auto, auto> 返回类型

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我在玩弄std::pair中的auto。在下面的代码中，函数f应该返回一个取决于模板参数的类型的std::pair。

一个工作示例：

示例1

template <unsigned S>
auto f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2}; // pair of ints
    else if constexpr (S == 2)
        return std::pair{1.0, 2.0}; // pair of doubles
    else
        return std::pair{0.0f, 0.0f}; // pair of floats
}

这可以在gcc 9.2、gcc 10.0、clang 9.0和clang 10.0上工作。

接下来，出于清晰的原因，我想明确地将返回类型写为std::pair：

示例2

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return {1, 2};
    /* ... */
}

使用gcc 9.2/10.0和clang 9.0/10.0都无法编译此代码。

gcc 9.2

error: invalid use of 'auto'
error: template argument 1 is invalid // first argument (auto) of std::pair
error: template argument 2 is invalid // second argument (auto) of std::pair
error: cannot convert '<brace-enclosed initializer list>' to 'int' in return

从最后一个错误信息来看，gcc 9.2似乎认为std::pair<auto, auto>是一个int。这可以如何解释？

gcc 10.0

error: returning initializer list

这个错误是可以理解的，但是我期望std::pair的构造函数被调用，或者我是否遗漏了什么？

clang 9.0和10.0

'auto' not allowed in template argument
excess elements in scalar initializer
no matching function for call to 'f'

好的，clang不喜欢这些内容。从第二条错误信息来看，clang似乎也认为返回类型是int。

最后，为了修复使用gcc 10.0编译时获取的错误，我决定明确返回一个std::pair：

示例3

template <unsigned S>
std::pair<auto, auto> f()
{
    if constexpr (S == 1)
        return std::pair{1, 2};
    /* ... */
}

clang 9.0和10.0

与之前相同，但多了一个：

no viable conversion from returned value of type 'std::pair<int, int>' to function return type 'int'

clang仍然认为我们正在返回一个int?

gcc 9.2

与之前相同。

gcc 10.0

可以了！

我猜还有一些功能需要实现，或者在上述某种情况中，是否存在一个编译器是正确的，而另一个则错误？在我看来，样例2应该能够工作。或者不应该？

- mfnx

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Barry · Accepted Answer

语法：

std::pair<auto, auto> f() { return std::pair(1, 2); }
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

曾经是概念 TS 的一部分，但未被纳入 C++20 中的概念提案。因此，在 C++20 中，唯一的占位符类型是 auto（以及类似于 auto** 的变体）、decltype(auto) 和受限制的占位符（Concept auto 及其变体）。这种嵌套的占位符类型非常有用，但不是 C++20 的一部分，因此该函数声明是不合法的。

现在，gcc 允许它，因为 gcc 实现了概念 TS，我想他们决定保留这个功能。clang 从未实现过该 TS，因此不支持。

无论如何，下面的内容：

std::pair<auto, auto> f() { return {1, 2}; }

始终会形成不规范的形式。这个语法的意思是我们推断返回类型，然后要求它匹配某些类型 T 和 U 的 pair<T, U>。我们基本上正在尝试调用发明的函数：

template <typename T, typename U>
void __f(std::pair<T, U>);

__f({1, 2}); // this must succeed

但是你不能从 {1, 2} 推导出类型 - 大括号初始化列表没有类型。也许这是应该探讨的问题（至少在这种简单情况下很容易理解），但它从来没有被允许。因此，无论如何都是正确的拒绝它。

最后：

gcc 9.2似乎认为 std::pair<auto, auto> 是一个 int。这是怎么回事？

由于我们具有隐式int的C语言传统，当gcc无法识别或理解类型时，它会将int作为错误消息中的占位符。这非常令人困惑，因为显然是gcc提出了int，而不是源代码。但就是这样。