关于C++20中std::convertible_to单参数使用的技术疑问

问题背景 #

我在查阅C++ concepts文档时，遇到如下首个示例：

template<typename T>
concept Hashable = requires(T a)
{
    { std::hash<T>{}(a) } -> std::convertible_to<std::size_t>;
};

该示例可通过GCC C++20编译，文档说明：表达式std::hash<T>{}(a)可编译且其结果可转换为std::size_t。但我查看std::convertible_to的签名为：

template <class From, class To>

它需要两个模板参数，为何示例中仅传入std::size_t一个参数？是文档疏漏还是C++20的概念特性？

补充疑问：概念约束内部是否会默认传入一个隐式参数？

解答 #

这是C++20标准为概念约束设计的缩写语法，并非文档疏漏。

在requires表达式的箭头约束（-> 后的概念约束）中，标准规定：箭头左侧表达式的类型会被自动作为概念的第一个模板参数传入。也就是说，{ expr } -> Concept<Arg> 等价于 Concept<decltype((expr)), Arg>。

回到示例中，{ std::hash<T>{}(a) } -> std::convertible_to<std::size_t> 会被编译器自动展开为 std::convertible_to<decltype((std::hash<T>{}(a))), std::size_t>，完全匹配std::convertible_to的双参数签名，因此可以正常编译。

针对补充疑问：这种隐式传入第一个参数的行为，仅在requires表达式的箭头约束上下文中生效，是C++20概念特性的一部分，专门用于简化约束书写，避免重复编写decltype((expr))这类冗余代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Student4K