为何可变参数模板Concept在模板引入中无效却在requires子句中有效?
为什么可变参数Concept没法用缩写模板格式,却能在requires子句里正常工作?
这本质是C++20概念语法的设计限制,核心原因在于两种写法的语法规则对Concept模板的参数要求完全不同:
1. requires子句的工作逻辑
requires Numerics<T,U,V,W>这种写法,本质是显式将模板实参传递给Concept模板进行实例化检查。不管你的Concept是固定参数还是可变参数模板,只要你传递的实参数量能和Concept的模板参数(包括可变参数包)匹配,编译器就会正常实例化Concept并验证约束。
比如你定义的可变参数概念:
template <typename ...T> concept bool Numerics = ( std::is_arithmetic_v<T> && ... ) ;
当你写requires Numerics<T,U,V,W>时,编译器会把T,U,V,W这四个类型打包进Numerics的可变参数包...T,然后展开检查每个类型是否都是算术类型,完全符合可变参数模板的实例化规则,所以能正常工作。
2. 缩写模板格式的语法限制
而Numerics{T,U,V,W}这种缩写写法(官方叫带概念约束的缩写函数模板),语法上要求对应的Concept是具有固定参数数量的模板,而且参数数量要和函数的参数数量一一对应。
这种写法是一种语法糖,比如你后来定义的固定参数概念:
template <typename T, typename U, typename V, typename W> concept bool Numeric4 = Numerics<T,U,V,W>; // 缩写写法,等价于 template<Numeric4 T,U,V,W> auto foo3(...) Numeric4{T,U,V,W} auto foo3(T arg1, U arg2, V arg3, W arg4) { return arg1 + arg2 + arg3 + arg4; }
这里Numeric4是固定4个模板参数的概念,编译器能明确把函数的四个参数类型T,U,V,W对应到Numeric4的四个模板参数上,所以能正常推导和验证。
但你的Numerics是可变参数模板,它没有固定的参数数量——编译器无法判断你是要把4个参数全部传入可变参数包,还是有其他匹配逻辑,所以语法上直接禁止了这种用法,导致你写的foo2会报“无匹配的concept”错误。
简单总结
requires子句是显式传递实参,支持所有合法的Concept模板(包括可变参数)- 缩写模板格式是隐式推导+一一对应,只支持固定参数数量的Concept模板
内容的提问来源于stack exchange,提问作者sandthorn
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