使用类型擦除包装器解决概念自引用问题

问题描述 #

我实现了一个C++类型擦除包装器，其构造函数通过约束确保仅接受可构造std::decay_t<T>的参数：

#include <concepts>
#include <type_traits>
#include <utility>

struct type_erasing_wrapper {
    template<typename T>
        requires(
                not std::same_as<std::remove_cvref_t<T>, type_erasing_wrapper>
            and std::constructible_from<std::decay_t<T>, T>
        )
    type_erasing_wrapper(T&& s) :
        ptr{new std::decay_t<T>(std::forward<T>(s))},
        destroy{
            [](void* ptr) noexcept {
                delete static_cast<std::decay_t<T>*>(ptr);
            }
        } {}

    // 移动构造函数、赋值运算符及析构函数...

    void* ptr;
    void(*destroy)(void*) noexcept;
};

原本约束工作正常，但当引入如下holder结构体并添加静态断言后，Clang/GCC提示构造函数约束存在自引用问题：

template<typename T>
struct holder {
    explicit holder(T object) : object{std::move(object)} {}

    T object;
};

static_assert(std::constructible_from<type_erasing_wrapper, holder<type_erasing_wrapper>>);

我尝试修改holder为模板构造版本，但兼容性因编译器版本而异；改为聚合类可兼容所有编译器，但我不想限制holder的实现方式。

问题求解 #

1. 除修改holder外，是否有不修改API且符合标准的解决方案？
2. MSVC可编译所有示例，这是否是Clang/GCC的bug？

解决方案（不修改holder） #

问题根源在于：当T = holder<type_erasing_wrapper>时，检查std::constructible_from<std::decay_t<T>, T>会触发holder<type_erasing_wrapper>的构造合法性验证，而holder的构造需要初始化type_erasing_wrapper成员，这又会递归检查type_erasing_wrapper的构造约束，形成无限循环。

要解决这个问题，只需将约束中的concept式检查替换为类型 trait式检查，避免触发递归的concept验证：

template<typename T>
    requires(
            not std::same_as<std::remove_cvref_t<T>, type_erasing_wrapper>
        and std::is_constructible_v<std::decay_t<T>, T>
    )
type_erasing_wrapper(T&& s) :
    ptr{new std::decay_t<T>(std::forward<T>(s))},
    destroy{
        [](void* ptr) noexcept {
            delete static_cast<std::decay_t<T>*>(ptr);
        }
    } {}

std::is_constructible_v是编译期常量表达式，求值过程不会触发concept的递归约束检查，因此能打破循环。

关于编译器行为的说明 #

MSVC可编译并非Clang/GCC的bug，而是不同编译器对约束递归的处理策略差异：

• Clang/GCC严格遵循C++标准中关于约束求值的规则，当检测到无限递归的约束检查时，直接报错终止编译。
• MSVC采用了更宽松的递归处理逻辑，可能在递归到一定深度后终止检查并判定约束满足，但这种行为并不符合标准要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Guillaume Racicot