C++20下fmt::format_string编译失败：原因及修复方案

问题背景 #

以下代码在--std=c++17编译时正常运行，但切换到--std=c++20后编译失败：

#include <fmt/core.h>

template <typename ...T>
void func( const fmt::format_string<T...>& str, T&& ...args )
{
    auto _ = fmt::format( str, args... );
}

int main()
{
    func( "foo {}", 3 );
}

编译报错信息：

consteval fmt::v10::basic_format_string<Char, Args>::basic_format_string(const S&) ... (with S= and a bunch of akas) ... in constant expression

一、C++20导致问题的核心原因 #

fmt v10.0.0针对C20做了优化：fmt::format_string的构造函数被标记为consteval。这个C20新关键字要求函数必须在编译期常量表达式中执行，不能推迟到运行时。

在C17中，该构造函数是普通的运行时构造，字符串字面量可以正常绑定到const fmt::format_string<T...>&参数。但C20下，编译器需要在编译期完成format_string对象的构造，而模板函数存在推导时序冲突：编译器需要先推导T...的类型才能确定format_string的模板参数，但format_string的consteval构造又要求在推导完成前就完成常量表达式求值，两者矛盾导致编译失败。

二、兼容C++20的代码修改方案 #

有两种简洁的修复方式：

方案1：将format_string改为值传递（推荐） #

把第一个参数的const &去掉，改为值传递，这样编译器可以先在常量表达式中构造format_string对象，再完成模板参数推导，完全符合consteval的要求：

#include <fmt/core.h>
#include <utility> // 用于std::forward

template <typename ...T>
void func( fmt::format_string<T...> str, T&& ...args )
{
    auto _ = fmt::format( str, std::forward<T>(args)... );
}

int main()
{
    func( "foo {}", 3 );
}

方案2：显式指定模板参数 #

如果坚持使用引用传递，可以显式告诉编译器T...的类型，避免推导冲突，但这种方式不够灵活：

int main()
{
    func<int>( "foo {}", 3 ); // 显式指定模板参数为int
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者R K