Ссылка на глобальные функции выводится неправильно

Я использую gcc 12.2 и обнаружил, что следующий код компилируется и дает странные результаты попробуйте в Godbolt. (P.S. Переключение на clang показывает тот же результат)

#include <iostream>
void global() { /*std::cout << "global()" << std::endl;*/ }

template <typename T> // universal reference
void invoke(T&& func, const std::string& tag) { 
    if constexpr (std::is_rvalue_reference_v<T>) {
        std::cout << "rvalue reference " << tag << std::endl;
    }
    else if constexpr (std::is_lvalue_reference_v<T>) {
        std::cout << "lvalue reference " << tag << std::endl;
    }
    else {
        std::cout << "non-reference " << tag << std::endl;
    }
    func(); 
}

template <typename T>
struct Test {
    Test(T&& x, const std::string& tag) // rvalue reference, not universal reference 
    {
        if constexpr (std::is_rvalue_reference_v<T>) {
            std::cout << "rvalue reference " << tag << std::endl;
        }
        else if constexpr (std::is_lvalue_reference_v<T>) {
            std::cout << "lvalue reference " << tag << std::endl;
        }
        else {
            std::cout << "non-reference " << tag << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    int && x = 3;
    using RRef = void (&&)();
    RRef rref = global;
    using LRef = void (&)();
    LRef lref = global;

    std::cout << "RRef       is rvalue reference " << std::is_rvalue_reference_v<RRef> << std::endl;
    std::cout << "rref       is rvalue reference " << std::is_rvalue_reference_v<decltype(rref)> << std::endl;
    std::cout << "move(rref) is rvalue reference " << std::is_rvalue_reference_v<decltype(std::move(rref))> << std::endl;
    std::cout << "x          is rvalue reference " << std::is_rvalue_reference_v<decltype(x)> << std::endl;
    std::cout << "move(x)    is rvalue reference " << std::is_rvalue_reference_v<decltype(std::move(x))> << std::endl;

    std::cout << "==== invoke ==== " << std::endl;
    invoke(global, "global");
    invoke(rref, "rref");
    invoke(std::move(rref), "rref2");
    invoke(lref, "lref");
    invoke(std::move(lref), "lref2");

    std::cout << "==== Test ==== " << std::endl;
    Test(global, "global");
    Test(rref, "rref");
    Test(std::move(rref), "rref2");
    Test(lref, "lref");
    Test(std::move(lref), "lref2");

    std::cout << "==== Test int ==== " << std::endl;
    // Test(x, "x");  // cannot bind lvalue to rvalue-reference
    Test(std::move(x), "move(x)");
}

Вывод для gcc 12.2 выглядит следующим образом:

RRef       is rvalue reference 1
rref       is rvalue reference 1
move(rref) is rvalue reference 0   // why is this no longer rvalue reference
x          is rvalue reference 1
move(x)    is rvalue reference 1
==== invoke ==== 
lvalue reference global  // why are they all lvalue reference
lvalue reference rref
lvalue reference rref2
lvalue reference lref
lvalue reference lref2
==== Test ==== 
non-reference global  // why they are non-reference
non-reference rref
non-reference rref2
non-reference lref
non-reference lref2
==== Test int ==== 
non-reference move(x)

Не могли бы вы объяснить, почему мы получаем следующий вывод:

  1. std::move(rref) — ссылка на lvalue, а std::move(x) — ссылка на rvalue.
  2. при передаче функций в invoke, который принимает универсальную ссылку, все выведенные типы являются lvalue-reference, что указывает на то, что ссылки lvalue передаются в invoke
  3. при передаче функций в Test, который принимает только ссылки на rvalue, принимаются все различные входные данные, что указывает на то, что все они являются ссылками на rvalue.

Передача ссылки int ведет себя нормально, а передача ссылки функции ведет себя довольно странно.

Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
2
0
102
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий
  1. Несмотря на то, что std::move(x) является ссылкой на rvalue, std::move(rref) является lvalue, потому что это особый случай в стандарте. Из стандарта C++14 [expr.call/p10]:

    Вызов функции является lvalue, если тип результата является ссылочным типом lvalue или ссылкой rvalue на тип функции, xvalue, если тип результата является ссылкой rvalue на тип объекта, и prvalue в противном случае.

    Это подробно объясняется в этом ответе.

  2. При передаче значений в invoke() вы передаете их либо

    • Используя их имена переменных (которые являются lvalue):
      invoke(global, "global");
      invoke(rref, "rref");
      
    • Или с помощью std::move(ref-to-function) как здесь:
      invoke(std::move(rref), "rref2");
      
      Это также lvalue из-за особого случая, упомянутого в (1).

    Таким образом, аргумент шаблона привязывается к lvalue во всех случаях.

  3. Обратите внимание, что ваш конструктор Test выводит информацию о типе аргумента шаблона T, а не о типе параметра x (то есть T&&). Вот почему вы видите «не ссылка» там, где ожидаете «ссылку на rvalue». Если мы заменим код для вывода информации о decltype(x) вместо T, мы получим ожидаемый результат «ссылка на rvalue».

    Что касается того, почему ссылка на rvalue в конструкторе Test принимает входные данные lvalue. Это снова особый случай в стандарте, который разрешает привязку ссылок rvalue к lvalues ​​функции. Из стандарта C++14 [over.ics.ref/3]:

    За исключением неявного параметра объекта, для которого см. [over.match.funcs], стандартная последовательность преобразования не может быть сформирована, если она требует привязки ссылки lvalue, отличной от ссылки на неизменяемый тип const, к rvalue или привязки rvalue ссылка на lvalue, отличную от функции lvalue.

В любом случае, использование rvalue-reference-to-function довольно редко и неясно, обычно ссылки lvalue достаточно для большинства нужд (хотя здесь — один из примеров, когда нужна ссылка rvalue).

И для 3. также важно, что есть еще одно исключение для типов функций в привязке ссылок, которое позволяет lvalues ​​​​привязываться к ссылкам rvalue.

user17732522 06.05.2023 21:29

@user17732522 user17732522 Я думаю, что ваш комментарий делает ответ полным. Из первых двух пунктов ответа я понял, что все пять случаев global/lref/... — это lvalue. Тогда я не могу понять, «почему они могут быть привязаны к параметру конструктора Test(T&&), который принимает только ссылку rvalue», пока не прочитаю ваш комментарий. Не могли бы вы указать источник/ссылку на это исключение?

doraemon 08.05.2023 02:19

@ vvv444 спасибо за ваш ответ, который очень полезен. Теперь я понял, что все параметры, переданные invoke, являются ссылками на lvalue. Не могли бы вы также добавить некоторые пояснения, почему эти ссылки lvalue принимаются конструктором Test, который должен быть ссылкой rvalue?

doraemon 08.05.2023 02:37

Спасибо. Добавленная цитата указывает, что «константная ссылка lvalue может быть привязана к ссылке rvalue» и «ссылка rvalue может быть привязана к функции lvalue».

doraemon 08.05.2023 09:48

@doraemon Теперь в ответе содержится цитата из стандарта, которая разрешает успешное разрешение перегрузки в этих обстоятельствах. Тогда вам нужна только часть «or function lvalue» из eel.is/c++draft/dcl.init.ref#5.3.1, чтобы фактически определить привязку ссылки, и поведение будет полностью объяснено.

user17732522 08.05.2023 17:37

Другие вопросы по теме