为什么在gcc的is_nothrow_constructible实现中需要static_cast?

Question

从 GCC 实现的 type_traits 中获取，为什么这里需要使用 static_cast？

template <typename _Tp, typename... _Args>
struct __is_nt_constructible_impl
    : public integral_constant<bool, noexcept(_Tp(declval<_Args>()...))> {};

template <typename _Tp, typename _Arg>
struct __is_nt_constructible_impl<_Tp, _Arg>
    : public integral_constant<bool,
                               // Why is `static_cast` needed here?
                               noexcept(static_cast<_Tp>(declval<_Arg>()))> {};

- João Pires

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那种不一致确实很奇怪。 - Lightness Races in Orbit

你应该在相关的libstdc++邮件列表上提出这样的问题。 - Lightness Races in Orbit

Answer 1

如果从参数列表中发明一个变量声明，那么该类型是nothrow可构建的。

T t(declval<Args>()...);

在复数参数的情况下，类型转换表达式将是格式良好且已知不会抛出异常。除了不可抛性析构（见LWG 2116）外，这与单一参数的情况等效。

T(declval<Args>()...)

然而，在单参数情况下，表达式T(declval<Args>())被视为cast-expression，可以调用const_cast和reinterpret_cast；显式使用static_cast可恢复到声明形式的等效性。

作为一个具体例子，考虑以下类型：

struct D;
struct B { operator D&&() const; };
struct D : B {};

这里需要使用转换运算符来进行从B const到D&&的static_cast，但是一个强制类型转换表达式可以绕过转换运算符，因此是不抛出异常的。因此，省略static_cast会给is_nothrow_constructible<D&&, B const>带来错误的结果。

- ecatmur

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所以需要使用 static_cast，这样表达式就总是被视为“直接初始化”，而不是“强制转换表达式”？ - João Pires

@JoãoPires 是的，没错。虽然使用 noexcept 运算符无法测试声明的 noexcept，因此仍不完全符合标准要求，但已经非常接近了。 - ecatmur