std::type_identity处理可变参数列表的标准行为问询

问题背景 #

std::type_identity的核心作用是提供非推导上下文，避免模板参数被自动推导。但在测试其与可变参数列表结合的推导行为时，不同编译器出现了分歧：

• 第一个bar调用可在GCC和MSVC中编译通过
• 第二个bar调用仅能在MSVC中编译通过

需要明确C++标准下的正确行为。

示例代码 #

#include <type_traits>
 
struct in_between{};

template <typename... T>
struct args_tag
{
    using type = std::common_type_t<T...>;
};

template <typename... T>
void bar(args_tag<T...>, std::type_identity_t<T>..., int, std::type_identity_t<T>...) {}

template <typename... T>
void bar(args_tag<T...>, std::type_identity_t<T>..., in_between, std::type_identity_t<T>...) {}

// example
int main() {
    bar(args_tag<int, int>{}, 4, 8, 15, 16, 23);
    bar(args_tag<int, int>{}, 4, 8, in_between{}, 16, 23);
}

标准规则与行为分析 #

根据C++标准的模板参数推导规则：

1. 模板参数的确定优先级：第一个函数参数args_tag<T...>是模板特化类型，编译器可直接从实参args_tag<int, int>{}推导出模板参数包T...为int, int。
2. 非推导上下文的处理：std::type_identity_t<T>本质是typename std::type_identity<T>::type，属于标准定义的非推导上下文。这类上下文不会触发模板参数推导，编译器会直接使用已通过其他参数确定的T...结果。

针对两个调用的具体分析：

• 第一个bar调用：
  推导出T... = int, int后，函数参数列表展开为args_tag<int, int>, int, int, int, int, int，与调用传入的参数完全匹配，编译通过符合标准。
• 第二个bar调用：
  同理，推导出T... = int, int后，函数参数列表展开为args_tag<int, int>, int, int, in_between, int, int，与调用传入的参数完全匹配，同样应当编译通过。

结论 #

根据C++标准，两个bar调用都应该编译通过。MSVC的行为符合标准要求，GCC对第二个调用的编译失败属于编译器实现bug。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sergey Kolesnik