C++23 容器推导指引中对于分配器的非推导语境（P1518R2）

背景：容器推导指引与分配器问题

容器推导指引（CTAD）是C++17引入的一项特性，它允许编译器根据构造函数的参数自动推导模板参数，从而简化了容器的实例化过程。然而，在处理分配器时，CTAD存在一些问题，主要体现在以下两个方面：

1. 分配器类型不满足条件时推导失败：在某些情况下，即使提供了有效的分配器类型，推导指引也可能因为分配器类型不满足特定条件而失败。
2. 分配器参数导致冲突推导：当分配器参数与容器的其他参数一起参与推导时，可能会导致模板参数的冲突。

问题示例

1. 分配器类型不满足条件时推导失败

以下是一个典型的例子：

#include <memory_resource>
#include <stack>

int main() {
    std::pmr::monotonic_buffer_resource mr;
    std::pmr::polymorphic_allocator<int> a = &mr;
    std::pmr::vector<int> pv(a);

    auto noCtadStack = std::stack<int, std::pmr::vector<int>>(pv, &mr); // 正常工作
    auto ctadStack = std::stack(pv, &mr);  // 推导失败
}

在上述代码中，std::stack的推导指引无法正确处理&mr，因为std::pmr::monotonic_buffer_resource没有value_type嵌套类型，因此不被视为分配器。

2. 分配器参数导致冲突推导

另一个问题是分配器参数可能导致模板参数的冲突。例如：

#include <memory_resource>
#include <vector>

int main() {
    std::pmr::monotonic_buffer_resource mr;
    std::pmr::polymorphic_allocator<int> a = &mr;
    std::pmr::vector<int> pv(a);

    auto noCtadVector = std::vector<int, std::pmr::polymorphic_allocator<int>>(pv, &mr); // 正常工作
    auto ctadVector = std::vector(pv, &mr); // 推导失败
}

在这个例子中，std::vector的构造函数参数pv和&mr分别推导出不同的Allocator类型，导致推导失败。

P1518R2 的解决方案

P1518R2 提案通过以下方式解决了上述问题：

1. 修改容器适配器的推导指引规则：对于容器适配器（如std::stack），如果推导指引具有Container模板参数，则不再因Allocator参数不满足条件而排除该推导指引。
2. 引入非推导上下文：对于标准容器的构造函数，使用std::type_identity_t将分配器参数标记为非推导上下文。例如，std::vector的构造函数签名从：

   constexpr vector(const vector&, const Allocator&);
   

   改为：

   constexpr vector(const vector&, const type_identity_t<Allocator>&);
   

这种改动确保分配器参数不会干扰模板参数的推导。

总结

P1518R2 提案通过引入非推导上下文和修改推导指引规则，显著改善了C++23中容器推导指引对分配器的处理。这些改进使得代码更加简洁，同时避免了因分配器类型导致的推导失败。随着C++23的逐步普及，这些改进将为开发者带来更流畅的开发体验。