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@kaizen_nagoya(Dr. Kiyoshi Ogawa)

13.5.3 Constrained declarations [temp.constr.decl] C++N4910:2022 (206) p369.cpp

Posted at

はじめに(Introduction)

N4910 Working Draft, Standard for Programming Language C++

n4910は、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21の作業原案(Working Draft)です。
公式のISO/IEC 14882原本ではありません。
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21では、可能な限り作業文書を公開し、幅広い意見を求めています。
一連の記事はコード断片をコンパイルできる形にする方法を検討してコンパイル、リンク、実行して、規格案の原文と処理系(g++, Clang++)との違いを確認し、技術内容を検討し、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21にフィードバックするために用います。
また、CERT C++, MISRA C++等のコーディング標準のコード断片をコンパイルする際の参考にさせていただこうと考えています。CERT C++, MISRA C++が標準化の動きとの時間的なずれがあれば確認できれば幸いです。また、boostライブラリとの関連、Linux OS, TOPPERSカーネル、g++(GCC), clang++(LLVM）との関係も調査中です。
何か、抜け漏れ、耳より情報がありましたらおしらせくださると幸いです。

<この項は書きかけです。順次追記します。>

背景(back ground)

C/C++でコンパイルエラーが出ると、途方にくれることがしばしばあります。
何回かに１回は、該当するエラーが検索できます。
ただ、条件が違っていて、そこでの修正方法では目的を達成しないこともしばしばです。いろいろな条件のコンパイルエラーとその対応方法について、広く記録することによって、いつか同じエラーに遭遇した時にやくに立つことを目指しています。

この半年の間で、三度、自分のネットでの記録に助けられたことがあります。
また過去に解決できなかった記録を１０種類以上、最近になって解決できたことがあります。それは、主に次の３つの情報に基づいています。

https://stackoverflow.com
https://cpprefjp.github.io
http://ja.cppreference.com/

また
https://researchmap.jp/joub9b3my-1797580/#_1797580
に記載したサイトのお世話になっています。

作業方針(sequence)

Clang++では-std=c++03, C++2bの2種類
g++では-std=c++03, c++2bの２種類
でコンパイルし、

１）コンパイルエラーを収集する。
２）コンパイルエラーをなくす方法を検討する。
コンパイルエラーになる例を示すだけが目的のコードは、コンパイルエラーをなくすのではなく、コンパイルエラーの種類を収集するだけにする。
文法を示すのが目的のコード場合に、コンパイルエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
３）リンクエラーをなくす方法を検討する。
文法を示すのが目的のコード場合に、リンクエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
４）意味のある出力を作る。
コンパイル、リンクが通っても、意味のある出力を示そうとすると、コンパイル・リンクエラーが出て収拾できそうにない場合がある。順次作業します。

１）だけのものから４）まで進んだものと色々ある状態です。一歩でも前に進むご助言をお待ちしています。「検討事項」の欄に現状を記録するようにしています。

C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list

C++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list

C++N4606, 2016符号断片編纂一覧(example code compile list)

C++N4606, 2016 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/df5d62c35bd6ed1c3d43/

C++N3242, 2011 sample code compile list on clang++ and g++

編纂器(Compiler)

clang++ --version

Debian clang version 14.0.5-++20220610033153+c12386ae247c-1~exp1~20220610153237.151
Target: x86_64-pc-linux-gnu, Thread model: posix, InstalledDir: /usr/bin

g++- --version

g++ (GCC) 12.1.0 Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

13.5.3 Constrained declarations [temp.constr.decl] C++N4910:2022 (206) p369.cpp

算譜(source code)

p369.cpp
// C++N4910 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2022/n4910.pdf
const char * n4910 = "13.5.3 Constrained declarations [temp.constr.decl] C++N4910:2022 (206) p369.cpp";
// Debian clang version 14.0.5-++20220610033153+c12386ae247c-
// g++ (GCC) 12.1.0 Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.
// C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list
// https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fc957ddddd402004bb91

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <cassert>
#include <coroutine>
#include <vector>
#include <complex>
#include <map>
#include <atomic>
#include <unordered_map>
#include <typeinfo>

using namespace std;

// Example 1
template<typename T> concept C = true;
template<C T> void f1(T);
template<typename T> requires C<T> void f2(T);
template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
// The functions f1, f2, and f3 have the associated constraint C<T>.
template<typename T> concept C1 = true;
template<typename T> concept C2 = sizeof(T) > 0;
template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
template<typename T> requires C1<T> && C2<T> void f5(T);
// The associated constraints of f4 and f5 are C1<T> ∧ C2<T>.
template<C1 T> requires C2<T> void f6();
template<C2 T> requires C1<T> void f7();
// The associated constraints of f6 are C1<T> ∧ C2<T>, and those of f7 are C2<T> ∧ C1<T>
// [Example 2:
template <class T> concept C3 = true;
template <class T> struct A {
    template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
    template <class U> U f(U) requires C3<T>;
};
template <> template <class U>
U A<int>::f(U u) requires C3<int> { return u; }
// #1 // #2
// OK, specializes #2
int main() {
    cout  <<  n4910 << endl;
    return EXIT_SUCCESS;
}

Script

clgc.sh
#!/bin/sh
rm $1l
rm $1g
echo "$ clang++ $1.cpp -std=03 -o $1l -I. -Wall" 
clang++ $1.cpp -std=c++03 -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l 
fi
rm $1l
echo "$ clang++ $1.cpp -std=2b -o $1l -I. -Wall"
clang++ $1.cpp -std=c++2b -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l
fi
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=03 -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++03 -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g
fi
rm $1g
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=2b -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++2b -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g 
fi

編纂・実行結果(compile and go)

bash
# ./clgc.sh p369
rm: cannot remove 'p369l': No such file or directory
rm: cannot remove 'p369g': No such file or directory
$ clang++ p369.cpp -std=c++03 -o p369l -I. -Wall
In file included from p369.cpp:19:
In file included from /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../include/c++/10/atomic:38:
/usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../include/c++/10/bits/c++0x_warning.h:32:2: error: This file requires compiler and library support for the ISO C++ 2011 standard. This support must be enabled with the -std=c++11 or -std=gnu++11 compiler options.
#error This file requires compiler and library support \
 ^
p369.cpp:26:22: error: unknown type name 'concept'
template<typename T> concept C = true;
                     ^
p369.cpp:26:30: warning: variable templates are a C++14 extension [-Wc++14-extensions]
template<typename T> concept C = true;
                             ^
p369.cpp:27:12: error: unknown type name 'C'
  template<C T> void f1(T);
           ^
p369.cpp:27:22: warning: variable templates are a C++14 extension [-Wc++14-extensions]
  template<C T> void f1(T);
                     ^
p369.cpp:27:22: error: variable has incomplete type 'void'
p369.cpp:28:24: error: unknown type name 'requires'
  template<typename T> requires C<T> void f2(T);
                       ^
p369.cpp:28:33: error: variable template partial specialization does not specialize any template argument; to define the primary template, remove the template argument list
  template<typename T> requires C<T> void f2(T);
                                ^~~~
p369.cpp:28:37: error: expected ';' at end of declaration
  template<typename T> requires C<T> void f2(T);
                                    ^
                                    ;
p369.cpp:28:46: error: unknown type name 'T'
  template<typename T> requires C<T> void f2(T);
                                             ^
p369.cpp:29:34: error: expected ';' at end of declaration
  template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
                                 ^
                                 ;
p369.cpp:29:35: error: unknown type name 'requires'
  template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
                                  ^
p369.cpp:29:46: error: use of undeclared identifier 'T'
  template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
                                             ^
p369.cpp:31:22: error: unknown type name 'concept'
template<typename T> concept C1 = true;
                     ^
p369.cpp:31:30: warning: variable templates are a C++14 extension [-Wc++14-extensions]
template<typename T> concept C1 = true;
                             ^
p369.cpp:32:24: error: unknown type name 'concept'
  template<typename T> concept C2 = sizeof(T) > 0;
                       ^
p369.cpp:32:32: warning: variable templates are a C++14 extension [-Wc++14-extensions]
  template<typename T> concept C2 = sizeof(T) > 0;
                               ^
p369.cpp:33:12: error: unknown type name 'C1'
  template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
           ^
p369.cpp:33:23: warning: variable templates are a C++14 extension [-Wc++14-extensions]
  template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
                      ^
p369.cpp:33:23: error: variable has incomplete type 'void'
p369.cpp:33:28: error: expected ';' at end of declaration
  template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
                           ^
                           ;
p369.cpp:33:29: error: unknown type name 'requires'
  template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
                            ^
p369.cpp:33:41: error: use of undeclared identifier 'T'
  template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
                                        ^
p369.cpp:34:24: error: unknown type name 'requires'
  template<typename T> requires C1<T> && C2<T> void f5(T);
                       ^
fatal error: too many errors emitted, stopping now [-ferror-limit=]
5 warnings and 20 errors generated.
rm: cannot remove 'p369l': No such file or directory
$ clang++ p369.cpp -std=c++2b -o p369l -I. -Wall
p369.cpp:42:52: error: type 'int' cannot be used prior to '::' because it has no members
    template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
                                                   ^
p369.cpp:46:5: note: in instantiation of template class 'A<int>' requested here
  U A<int>::f(U u) requires C3<int> { return u; }
    ^
1 error generated.

$ g++ p369.cpp -std=c++03 -o p369g -I. -Wall
In file included from /usr/local/include/c++/12.1.0/atomic:38,
                 from p369.cpp:19:
/usr/local/include/c++/12.1.0/bits/c++0x_warning.h:32:2: error: #error This file requires compiler and library support for the ISO C++ 2011 standard. This support must be enabled with the -std=c++11 or -std=gnu++11 compiler options.
   32 | #error This file requires compiler and library support \
      |  ^~~~~
p369.cpp:26:22: error: 'concept' does not name a type; did you mean 'const'?
   26 | template<typename T> concept C = true;
      |                      ^~~~~~~
      |                      const
p369.cpp:26:22: note: 'concept' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:27:12: error: 'C' has not been declared
   27 |   template<C T> void f1(T);
      |            ^
p369.cpp:27:22: error: variable or field 'f1' declared void
   27 |   template<C T> void f1(T);
      |                      ^~
p369.cpp:27:25: error: 'T' was not declared in this scope
   27 |   template<C T> void f1(T);
      |                         ^
p369.cpp:28:24: error: 'requires' does not name a type
   28 |   template<typename T> requires C<T> void f2(T);
      |                        ^~~~~~~~
p369.cpp:28:24: note: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:29:35: error: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
   29 |   template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
      |                                   ^~~~~~~~
p369.cpp:29:44: error: 'C' was not declared in this scope
   29 |   template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
      |                                            ^
p369.cpp:29:47: error: expected primary-expression before '>' token
   29 |   template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
      |                                               ^
p369.cpp:29:48: error: expected primary-expression before ';' token
   29 |   template<typename T> void f3(T) requires C<T>;
      |                                                ^
p369.cpp:31:22: error: 'concept' does not name a type; did you mean 'const'?
   31 | template<typename T> concept C1 = true;
      |                      ^~~~~~~
      |                      const
p369.cpp:31:22: note: 'concept' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:32:24: error: 'concept' does not name a type; did you mean 'const'?
   32 |   template<typename T> concept C2 = sizeof(T) > 0;
      |                        ^~~~~~~
      |                        const
p369.cpp:32:24: note: 'concept' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:33:12: error: 'C1' has not been declared
   33 |   template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
      |            ^~
p369.cpp:33:23: error: variable or field 'f4' declared void
   33 |   template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
      |                       ^~
p369.cpp:33:26: error: 'T' was not declared in this scope
   33 |   template<C1 T> void f4(T) requires C2<T>;
      |                          ^
p369.cpp:34:24: error: 'requires' does not name a type
   34 |   template<typename T> requires C1<T> && C2<T> void f5(T);
      |                        ^~~~~~~~
p369.cpp:34:24: note: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:36:10: error: 'C1' has not been declared
   36 | template<C1 T> requires C2<T> void f6();
      |          ^~
p369.cpp:36:16: error: 'requires' does not name a type
   36 | template<C1 T> requires C2<T> void f6();
      |                ^~~~~~~~
p369.cpp:36:16: note: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:37:10: error: 'C2' has not been declared
   37 | template<C2 T> requires C1<T> void f7();
      |          ^~
p369.cpp:37:16: error: 'requires' does not name a type
   37 | template<C2 T> requires C1<T> void f7();
      |                ^~~~~~~~
p369.cpp:37:16: note: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:40:22: error: 'concept' does not name a type; did you mean 'const'?
   40 |   template <class T> concept C3 = true;
      |                      ^~~~~~~
      |                      const
p369.cpp:40:22: note: 'concept' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
p369.cpp:42:31: error: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
   42 |     template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
      |                               ^~~~~~~~
p369.cpp:42:40: error: 'C3' was not declared in this scope; did you mean 'f3'?
   42 |     template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
      |                                        ^~
      |                                        f3
p369.cpp:42:59: error: expected '(' before '>' token
   42 |     template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
      |                                                           ^
      |                                                           (
p369.cpp:42:60: error: expected primary-expression before ';' token
   42 |     template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
      |                                                            ^
p369.cpp:43:31: error: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
   43 |     template <class U> U f(U) requires C3<T>;
      |                               ^~~~~~~~
p369.cpp:43:40: error: 'C3' was not declared in this scope; did you mean 'f3'?
   43 |     template <class U> U f(U) requires C3<T>;
      |                                        ^~
      |                                        f3
p369.cpp:43:44: error: expected primary-expression before '>' token
   43 |     template <class U> U f(U) requires C3<T>;
      |                                            ^
p369.cpp:43:45: error: expected primary-expression before ';' token
   43 |     template <class U> U f(U) requires C3<T>;
      |                                             ^
p369.cpp:43:26: error: 'template<class T> template<class U> U A<T>::f(U)' cannot be overloaded with 'template<class T> template<class U> U A<T>::f(U)'
   43 |     template <class U> U f(U) requires C3<T>;
      |                          ^
p369.cpp:42:26: note: previous declaration 'template<class T> template<class U> U A<T>::f(U)'
   42 |     template <class U> U f(U) requires C3<typename T::type>;
      |                          ^
p369.cpp:46:20: error: 'requires' only available with '-std=c++20' or '-fconcepts'
   46 |   U A<int>::f(U u) requires C3<int> { return u; }
      |                    ^~~~~~~~
p369.cpp:46:29: error: 'C3' was not declared in this scope; did you mean 'f3'?
   46 |   U A<int>::f(U u) requires C3<int> { return u; }
      |                             ^~
      |                             f3
p369.cpp:46:32: error: expected primary-expression before 'int'
   46 |   U A<int>::f(U u) requires C3<int> { return u; }
      |                                ^~~
p369.cpp:46:32: error: expected initializer before 'int'
rm: cannot remove 'p369g': No such file or directory

$ g++ p369.cpp -std=c++2b -o p369g -I. -Wall
13.5.3 Constrained declarations [temp.constr.decl] C++N4910:2022 (206) p369.cpp

検討事項(agenda)

clang++とg++の比較。意味のある出力。

参考資料(reference)

cpprefjp - C++日本語リファレンス

コンパイラの実装状況

typedef は C++11 ではオワコン

C99からC++14を駆け抜けるC++講座

自己参照(self reference)

コピペコンパイルエラーあるある

C++ Error Message Collection(1)does not name a type, 11 articles

dockerにclang

docker gnu(gcc/g++) and llvm(clang/clang++)

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)

Compare the contents of C++N4910:2022, C++N4741:2018 and C++N4606:2015

C++ sample list

clang++, g++コンパイルエラー方針の違いの例

astyle 使ってみた

C++N4606 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standardのコード断片をコンパイルするためにしていること
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a8d7ee2f2e29e76c19c1

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

Clang/Clang++(LLVM) gcc/g++(GNU) コンパイラ警告等比較
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9a82b958cc3aeef0403f

C++2003とC++2017でコンパイルエラーになるならない事例集
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a13ea3823441c430edff

Qiitaに投稿するCのStyle例(暫定)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/946df1528a6a1ef2bc0d

cpprefjpのdecltypeをコンパイル試験
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/090909af702f0d5d8a67

MISRA C++ 5-0-16
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7df2d4e05db724752a74

C++ Templates Part1 BASICS Chapter 3. Class Templates 3.2 Use of Class Template Stack stack1test.cpp
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cd5fc49106fad5a4e9ed

ISO/IEC TS 17961:2013 C Secure Coding Rules(1) All list(to be confirmed)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54e056195c4f11b850a1

C言語（C++)に対する誤解、曲解、無理解、爽快。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3f3992c9722c1cee2e3a

C Puzzle Bookの有り難み5つ、C言語規格及びCコンパイラの特性を認識
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d89a48c1536a02ecdec9

'wchar.h' file not found で困った clang++ macOS
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/de15cd46d657517fac11

Open POSIX Test Suiteの使い方を調べはじめました
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/644d5e407f5faf96e6dc

MISRA-C 2012 Referenceに掲載している文献の入手可能性を確認
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/96dc8b125e462d5575bb

どうやって MISRA Example Suiteをコンパイルするか
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fbdbff5ff696e2ca7f00

MISRA C まとめ #include
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f1a79a7cbd281607c7c9

「C++完全理解ガイド」の同意できること上位10
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/aa5744e0c4a8618c7671

＜この記事は個人の過去の経験に基づく個人の感想です。現在所属する組織、業務とは関係がありません。＞

文書履歴(document history)

ver. 0.01 初稿 　20220703

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