为何使用std::is_arithmetic_v的C++20 concept（requirement expression）无法强制执行类型约束？

我最近跟着Marius Bancila在2022年出版的《Template Metaprogramming with C++: Learn everything about C++ templates and unlock the power of template metaprogramming》这本书里的例子实现C++20概念时，踩了个坑——我写了两个看似等价的arithmetic概念定义，结果其中一个根本起不到约束类型的作用。

先给大家看看这两个版本：

版本1（无效的约束） #

template<typename T>
concept arithmetic = requires(T a, T b) {
    { std::is_arithmetic_v<T> } -> std::convertible_to<bool>;
};

版本2（有效的约束） #

template<typename T>
concept arithmetic = std::is_arithmetic_v<T>;

最开始我以为这俩是一回事，但实际测试发现，版本1居然允许std::string这种明显不是算术类型的参数通过约束，这完全不符合预期！

后来我才搞明白问题出在哪：

• 版本2是直接把std::is_arithmetic_v<T>这个常量表达式作为概念的核心条件，只有当它的值为true时，类型T才满足这个概念，这是正确的用法。
• 版本1的问题在于，我用了requires表达式里的简单要求（就是带大括号的那种），它只会检查std::is_arithmetic_v<T>这个表达式本身是否合法，以及它的结果能不能转换成bool——但不管这个结果是true还是false！哪怕T是std::string，std::is_arithmetic_v<std::string>是false，但这个表达式本身是合法的（它就是个bool常量），所以整个requires表达式都会被判定为满足，概念自然就失效了。

如果非要在requires表达式里实现这种类型检查，得用嵌套要求，也就是再加一层requires关键字来包裹常量表达式，像这样：

template<typename T>
concept arithmetic = requires(T a, T b) {
    requires std::is_arithmetic_v<T>;
};

这种写法就会强制要求std::is_arithmetic_v<T>必须为true，才能满足概念，和版本2的效果是一致的。

内容来源于stack exchange