std::spanコンストラクタに対するSFINAEの意味

Microsoftがgithubで公開しているstd::spanのコードを読んでいて、意図がわからない箇所がありました。
https://github.com/microsoft/STL/blob/master/stl/inc/span

293行目から始まる_Is_span_convertible_rangeの実装を以下に抜粋します：

C++
1template <class _Rng, class _Ty>
2struct _Is_span_convertible_range
3    : bool_constant<is_convertible_v<remove_pointer_t<decltype(_STD data(_STD declval<_Rng&>()))> (*)[], _Ty (*)[]>> {};

ここでis_convertible_vの内容を単純に解釈すると、おそらく隣接コンテナであろう_Rngの要素型の配列へのポインタ型を、_Tyの配列へのポインタ型に変換可能であるかどうかを判定していると思います。

で、これはspanのコンストラクタでSFINAEのために利用しています。例えば452行目：

C++
1template <class _Rng, enable_if_t<_Is_span_compatible_range<_Rng, element_type>, int> = 0>
2constexpr explicit(_Extent != dynamic_extent) span(_Rng& _Range)
3    : _Mybase(_STD data(_Range), static_cast<size_type>(_STD size(_Range))) {
4}

ここで疑問なのは、span<T>に対してTの隣接コンテナから構築することは当然として、このSFINAEはなぜそれをストレートに書いてないのか？ということです。

C++
1is_same_v<remove_pointer_t<decltype(std::data(std::declval<_Rng&>()))>, T>

とか書かないのは何故なのでしょうか？

https://cpprefjp.github.io/reference/span/span/op_constructor.html
の(7)では「この制約の意図は、イテレータ参照型から element_type への修飾変換のみを許可すること」とあります。つまるところ、非constなTの隣接コンテナからspan<T const>を作るためでしょうか。

ご存じの方がいらっしゃったら、教えて頂きたく。。。

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回答1件

ベストアンサー

msvcの実装だと bool_constantが冗長な気がしますしわかりにくいのでlibstdc++の実装を見てみることにします。

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/16e2427f50c208dfe07d07f18009969502c25dc8/libstdc%2B%2B-v3/include/std/type_traits#L1453-L1456

cpp
1  // helper trait for unique_ptr<T[]>, shared_ptr<T[]>, and span<T, N>
2  template<typename _ToElementType, typename _FromElementType>
3    using __is_array_convertible
4      = is_convertible<_FromElementType(*)[], _ToElementType(*)[]>;

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/16e2427f50c208dfe07d07f18009969502c25dc8/libstdc%2B%2B-v3/include/std/span#L129-L131

cpp
1template<typename _Ref>
2  using __is_compatible_ref
3    = __is_array_convertible<_Type, remove_reference_t<_Ref>>;

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/16e2427f50c208dfe07d07f18009969502c25dc8/libstdc%2B%2B-v3/include/std/span#L206-L223

cpp
1      template<typename _Range>
2	requires ranges::contiguous_range<_Range> && ranges::sized_range<_Range>
3	  && (ranges::borrowed_range<_Range> || is_const_v<element_type>)
4	  && (!__detail::__is_std_span<remove_cvref_t<_Range>>::value)
5	  && (!__detail::__is_std_array<remove_cvref_t<_Range>>::value)
6	  && (!is_array_v<remove_cvref_t<_Range>>)
7	  && __is_compatible_ref<ranges::range_reference_t<_Range>>::value
8	constexpr explicit(extent != dynamic_extent)
9	span(_Range&& __range)
10	noexcept(noexcept(ranges::data(__range))
11		  && noexcept(ranges::size(__range)))
12	: span(ranges::data(__range), ranges::size(__range))
13	{
14	  if constexpr (extent != dynamic_extent)
15	    {
16	      __glibcxx_assert(ranges::size(__range) == extent);
17	    }
18	}

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/16e2427f50c208dfe07d07f18009969502c25dc8/libstdc%2B%2B-v3/include/std/span#L415-L417

cpp
1  template<typename _Range>
2    span(_Range &&)
3      -> span<remove_reference_t<ranges::range_reference_t<_Range&>>>;

U (*)[]がV(*)[]に暗黙変換されるのはいつか？ということを考えてみます。これはconst/volatile 修飾を加えた時のみです。
ref: c++ - When is a pointer-to-array convertible to a pointer-to-array of different type? - Stack Overflow

結論としては次の推論は正しいと言えます。

つまるところ、非constなTの隣接コンテナからspan<T const>を作るためでしょうか。

同時に、std::is_sameではこの制約を作ることができず、std::is_convertibleが必要となるわけです。

投稿2021/01/20 08:02

yumetodo

総合スコア5850

ttact

2021/01/20 08:30 編集

ご紹介頂いたStack Overflowの質問者の記述及び回答で、たぶん理解できたと思います。単にelement_typeに変換可能であるとすると、組み込み型の暗黙変換やアップキャスト等も含まれてしまいます。それらを除外してconst/volatile付与だけを許可することを短い文で書くためのテクニックとしてelement_type(*)[]への変換可能性を見ていると理解しました。配列ポインタそのものに意味があるのか？とずっと理由を考えていたので混乱したのだと思います。大変ありがとうございます。

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