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c++ - static_assert 计算非常量表达式

问题描述

为什么它起作用？

#include <cstdio>

template<auto x> struct constant {
  constexpr operator auto() { return x; }
};
constant<true> true_;

static constexpr const bool true__ = true;

template<auto tag> struct registryv2 {
  // not constexpr
  static auto push() {
    fprintf(stderr, "%s\n", __PRETTY_FUNCTION__);

    //*
    return true_; // compiles
    /*/
    return true__; // read of non-const variable 'x' is not allowed in a constant expression
    //*/
  }
  // not constexpr either
  static inline auto x = push();
};

static_assert(registryv2<0>::x);

https://godbolt.org/z/GYTdE3M9q

标签： c++c++17language-lawyer

解决方案

static_assert 计算非常量表达式

不，它肯定不会。常量评估有一组严格的条件，必须遵守才能成功。

对于初学者：

[dcl.dcl]

6在 static_assert-declaration 中，常量表达式应为 bool 类型的上下文转换的常量表达式。

“上下文转换”是“我们将考虑显式转换运算符”的标准术语。它可能变得违反直觉的地方是定义“转换的常量表达式”时。

[expr.const]

4 T 类型的转换后的常量表达式是隐式转换为 T 类型的表达式，其中转换后的表达式是常量表达式，并且隐式转换序列仅包含

  • 用户定义的转换，
  • [...]

重点在段落的第一句话。转换后的表达式必须是常量表达式。但源表达式不一定是！只要转换顺序仅限于段落中的列表并且是有效的常量评估本身，我们就清楚了。在您的示例中，表达式registryv2<0>::x具有 type constant<true>，它可以bool通过用户定义的转换运算符在上下文中转换为 a 。而且，转换运算符满足 constexpr 函数和常量求值的所有要求。

持续评估的要求列表相当长，所以我不会仔细检查它来验证每个项目符号是否得到支持。但我会证明我们可以绊倒其中一个。

template<auto x> struct constant {
  bool const x_ = x;
  constexpr explicit operator auto() const { return x_; }
};

此更改立即使godbolt 代码示例格式错误。为什么？因为我们在bool不允许的情况下对 a 进行左值到右值的转换（访问的标准术语）。

表达式 e 是核心常量表达式，除非按照抽象机的规则对 e 的求值将求值以下表达式之一：

  • 左值到右值的转换，除非它应用于

    • 一个整数或枚举类型的非易失性左值，它引用一个完整的非易失性 const 对象，该对象具有前面的初始化，用常量表达式初始化，或

    • 引用字符串文字的子对象的非易失性泛左值，或

    • 一个非易失性泛左值，它引用一个用 constexpr 定义的非易失性对象，或者引用这种对象的一个​​非可变子对象，或者

    • 文字类型的非易失性左值，它引用一个非易失性对象，其生命周期在 e 的评估中开始；

回顾例外情况，没有一个适用。所以 nowregistryv2<0>::x不是类型的上下文转换的常量表达式bool。

这也解释了为什么true__1是禁止的。同样的问题，访问不允许的对象。

1 - 这是一个保留的标识符。两个连续的下划线属于任何使用的实现。对手头的问题并不重要，但请注意。

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