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関数において整数定数テンプレートを付加した際に発生するいくつかの構文エラーについて2つ質問です.

①operator()の整数定数テンプレートの明示の際のシンタックスエラー

#include<iostream>
struct object{
    template<std::size_t index>
    void operator()(){ std::cout << index << std::endl;}
}

int main(){
    object obj;
    obj<1>(); //ill-formed (obj < 1)のoperator<未定義エラー
    obj.operator()<1>(); //ok
}

なぜか obj<1>(); において, obj<1 が先に評価され, 整数とobjectの比較と判断されてしまうエラーがあります,これは規格どおりなのでしょうか,それともバグでしょうか.
ちなみにobj.operator()<1>(); は動きます.

②整数定数テンプレートメンバ関数において, 可変長引数テンプレートが正常に扱えない

#include<iostream>

struct X{
    template<size_t t>
    void f(int a){
        std::cout << t << a << std::endl;   
    }
};

template <class S,typename ...Params>
void f(S&& s,Params&&... params)
{
    s.f<10>(std::forward<Params>(params)...); // error: expected ')' , expression contains unexpanded parameter packs 'Params'
  and 'params'

    s.f<10>(std::forward<Params...>(params...)); // error: reference to non-static member function must be called

    s.f<10>(params...); // error: expected ')'
}

int main(){
    f(X(),4);
    return 0;
}


②.1 本来なら構文的に合っているunpack演算子が無効, または全然関係のないところでexpected')'
②.2 意味のわからないnon-static function callエラー
③.3 全然関係のないところで expected')'

以上です.
コンパイラのバグか, 仕様書どおりか, もしくは自分の構文ミスなのか全く判別がつきません.
知識人の方, 一つでも心当たりがあれば是非お願いいたします.

よろしくお願いします.

環境(gcc及びLLVM)

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2 件の回答 2

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①operator()の整数定数テンプレートの明示の際のシンタックスエラー

C++の言語仕様通りです。<がテンプレート引数リストの開始記号として解釈されるのは、その前にあるobjがテンプレート名(template-id)またはoperator()(operator-function-id)のときだけです。(厳密にはC++11 14.2 [temp.names]/paragraph 3を参照)

obj<1>()は上記ケースに該当しないため、ここは「より小さい(less than)比較演算子」として解釈されます。


②整数定数テンプレートメンバ関数において, 可変長引数テンプレートが正常に扱えない

メンバテンプレート関数名fの前に、限定子としてのtemplateキーワード、いわゆるtemplate限定子を付与すると解決します。(C++11 14.2 [temp.names]/paragraph 4参照)

template <class S, typename ...Params>
void f(S&& s, Params&&... params)
{
    s.template f<10>(std::forward<Params>(params)...);
    s.template f<10>(std::forward<Params...>(params...));
    s.template f<10>(params...);
}

(本題からは外れますが、2番目std::forward<Params...>(params...)は2個以上の実引数を与えたとき、std::forward<A1, A2>(a1, a2)のように展開されてしまい実用性がありません。)

1 本来なら構文的に合っているunpack演算子が無効, または全然関係のないところでexpected')'
2 意味のわからないnon-static function callエラー
3 全然関係のないところで expected')'

いずれのエラーメッセージも、トークン<が「less than比較演算子」として解釈された結果だと考えられます。s.f<10>(ARGS);( (s.f < 10) > ( ARGS ) ) ; という構文に解釈されています。つまり、メンバs.fと値10を比較<し、その結果と(ARGS)評価結果を比較>し、最終結果は捨てるという式文です。

また部分式(ARGS)は、パラメータパック展開の適用対象外です。(C++11 14.5.3 [temp.variadic]/paragraph 4参照)
(ちなみに、エラーメッセージ中の"expression contains unexpanded parameter packs 'Params' and 'params'"が、辛うじて上記の解釈を示唆しています。)

この解釈ではいずれも文法的に不正となるため、どのようなエラーメッセージを出力するかはC++コンパイラの実装次第です。一般論としては、誤ったコードからプログラマの意図を汲み取るのは非常に困難です。このため、プログラマから見たら意味不明なエラーメッセージに見えることは良くあります。

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両者共にtemplate限定子が必要だと思われます.

まず②は以下のように修正できます.

#include <iostream>
#include <utility>

struct X{
    template<size_t t>
    void f(int a){
        std::cout << t << a << std::endl;
    }
};

template <typename S, typename... Params>
void f(S&& s,Params&&... params)
{
    s.template f<10>(std::forward<Params>(params)...); // error: expected ')' , expression contains unexpanded parameter packs 'Params'
    s.template f<10>(std::forward<Params...>(params...)); // error: reference to non-static member function must be called
    s.template f<10>(params...); // error: expected ')'
}

int main(){
    f(X(),4);
    return 0;
}

ここで用いられる関数テンプレートfが定義された時点では,各テンプレート引数の具体的な型は決定されていません.よって,修正前の状態ではs.f<10>(...)<>が比較演算子と解釈される可能性があります.そこで,s.f()がメンバ関数テンプレートであることを明示するためにtemplate限定子を用いるというわけです.

①の問題もソースのコメントを見る限り同じ問題のように思えますが,②と同様に使おうとすると結局obj.operator()()を明示するのと変わらないですね.簡潔な方法は私には分かりません…

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