当首个参数为成员函数指针左值引用时，std::invoke是否应正常工作？

在实现类似std::invoke的功能时，我发现了C标准中的一处细节，需要专业的标准解读来判断libc的实现是否正确。

标准定义引用 #

C++20对应标准文档N4868中，[func.invoke]对std::invoke的定义如下：

template<class F, class... Args>
  constexpr invoke_result_t<F, Args...> invoke(F&& f, Args&&... args)
    noexcept(is_nothrow_invocable_v<F, Args...>);

返回值：INVOKE(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)。

而[func.require]/1对INVOKE的定义如下：

定义INVOKE(f, t_1, t_2, ..., t_N)的行为如下：

• [...] 当f是类T的成员函数指针且 [...]
• [...] 当f是类T的成员函数指针且 [...]
• [...] 当f是类T的成员函数指针且 [...]
• [...] 当N == 1且f是类T的数据成员指针且 [...]
• [...] 当N == 1且f是类T的数据成员指针且 [...]
• 其他所有情况执行f(t_1, t_2, ..., t_N)。

测试代码与行为差异 #

以下代码片段的预期行为存在疑问：

struct Callable {
  int DoSomething() { return 17; }
};

int (Callable::*member_fn_ptr)() = &Callable::DoSomething;
assert(17 == std::invoke(member_fn_ptr, Callable{}));

这段代码在libc++中可正常运行，但我的实现会触发编译错误——原因是我的实现会进入“其他所有情况”分支，尝试将成员函数指针当作普通函数指针调用。

核心疑惑 #

我原本以为是自身实现问题，但研读标准后产生疑惑：std::invoke对参数f使用转发引用并要求转发，该场景下f会被转发为左值引用，此时f并非成员函数指针，而是其左值引用。libc++的<type_traits>实现也验证了这一点：

static_assert(!std::is_member_function_pointer_v<decltype(member_fn_ptr)&>)

而libc++能正常运行，是因为其INVOKE第一个分支的SFINAE检查的是std::decay_t<decltype(f)>是否为成员函数指针，而非decltype(f)。

请问这是libc++的实现缺陷、标准的漏洞，还是我对标准的理解有误？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jacobsa