C++20类模板成员函数中前置与后置requires的SFINAE差异

问题背景 #

我有一段C++17的SFINAE代码：

#include <type_traits>

template<typename>
constexpr bool dependentFalse = false;

template<typename T>
struct IAmEmpty
{
    template<typename U=T, std::enable_if_t<dependentFalse<U>>* =nullptr>
    auto deleteMe()
    {}

};

template struct IAmEmpty<int>;

我尝试将其改写为C++20版本，写出了如下代码：

#include <type_traits>

template<typename T>
struct IAmEmpty
{
    template<typename U=T>
    requires false
    void deleteMe() {}

    void deleteMeToo() requires false {}
};

template struct IAmEmpty<int>;

我的理解是：deleteMe是成员函数模板，而deleteMeToo并非函数模板，这个理解是否正确？另外，deleteMe与deleteMeToo是否存在实际行为差异？在选择前置或后置requires时需要注意哪些要点？

回答 #

1. 关于你的理解是否正确 #

没错，你的理解完全正确：

• deleteMe是成员函数模板：它带有自己的模板参数U（哪怕有默认值T），属于模板范畴。
• deleteMeToo是普通非模板成员函数：它没有模板参数列表，只是在函数声明后附加了requires约束。

2. 两者的实际行为差异 #

最核心的差异体现在模板实例化规则和SFINAE的适用范围上：

• 对于deleteMe（函数模板）：
  当显式实例化IAmEmpty<int>时，函数模板的约束requires false会触发SFINAE——编译器会直接丢弃这个函数模板的特化，不会报错，最终生成的IAmEmpty<int>结构体里不会包含deleteMe的任何实例。这和你C++17版本用enable_if实现的效果完全一致。
• 对于deleteMeToo（非模板成员函数）：
  当显式实例化IAmEmpty<int>时，编译器必须检查这个非模板函数的约束。由于requires false是一个永远不满足的常量表达式约束，编译器会直接报错，因为非模板函数的约束不满足时无法触发SFINAE（SFINAE只适用于模板的替换失败）。

简单说：你的C++20代码里，显式实例化IAmEmpty<int>时，deleteMe不会导致编译错误，而deleteMeToo会直接编译失败。

3. 选择前置/后置requires的注意要点 #

前置requires（用于模板）

• 适用场景：模板函数/类模板的成员函数模板，用来在模板参数列表之后直接约束模板的实例化。
• 核心特性：约束属于模板的一部分，替换失败时触发SFINAE，不会导致编译错误，只会丢弃不符合约束的模板特化。
• 注意：如果是给类模板的成员函数模板加前置requires，约束可以依赖于类模板参数和成员函数自身的模板参数。

后置requires（可用于模板或非模板函数）

• 对于模板函数：后置requires和前置requires效果基本一致，只是写法不同，约束同样会触发SFINAE。
• 对于非模板函数：后置requires是对函数的直接约束，一旦约束不满足，编译器会直接报错（因为没有模板替换过程，无法触发SFINAE）。这种写法通常用于：
  • 类模板的非模板成员函数，约束依赖于类模板的参数（此时类模板实例化时才会检查约束）；
  • 全局非模板函数，用来限制函数的调用条件（不满足时直接编译报错）。

总结：如果你的目标是实现类似C++17中SFINAE的“条件性丢弃函数”效果，必须用带模板参数的成员函数+requires约束（比如deleteMe的写法）；如果用非模板成员函数加requires，约束不满足时会直接报错，无法达到SFINAE的效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alagner