Constexpr результат вызова без constexpr
Недавно я был удивлен, что следующий код также компилируется в clang, gcc и msvc (по крайней мере, в их текущих версиях).
struct A {
static const int value = 42;
};
constexpr int f(A a) { return a.value; }
void g() {
A a; // Intentionally non-constexpr.
constexpr int kInt = f(a);
}
Насколько я понял, вызов f не является constexpr, потому что аргумент i не является таковым, но, похоже, я ошибаюсь. Это правильный код, поддерживаемый стандартом, или какое-то расширение компилятора?
f и i не нарушают эти правила... ничто не остановит постоянную оценку.
@MarcusMüller Потому что он не был объявлен как constexpr. Например, int x = 5; constexpr int y = x; не будет компилироваться, даже если компилятор знает значение x.
но это является константа времени компиляции! То, что вы не называете это constexpr, этого не меняет.
Насколько я знаю, он будет работать даже с переменной, но для нее будет сгенерирована стандартная функция времени выполнения.
Ответы 1
Как упоминалось в комментариях, правила для константных выражений обычно не требуют, чтобы каждая переменная, упомянутая в выражении и время жизни которой началось вне оценки выражения, была constexpr.
Существует (длинный) список требований, невыполнение которых не позволяет выражению быть постоянным выражением. Пока ни одно из них не нарушено, выражение является константным выражением.
Требование, чтобы используемая переменная/объект была constexpr, формально известно как объект, являющийся можно использовать в постоянных выражениях (хотя точное определение содержит более подробные требования и исключения, см. также связанную страницу cppreference).
Глядя на список видно, что это свойство требуется только в определенных ситуациях, а именно только для переменных/объектов, время жизни которых началось вне выражения и если над ним либо выполняется вызов виртуальной функции, либо выполняется преобразование lvalue-to-rvalue на нем или это ссылочная переменная, названная в выражении.
Ни один из этих случаев здесь не применим. Виртуальные функции не задействованы, а a не является ссылочной переменной. Обычно преобразование lvalue в rvalue делает требование важным. Преобразование lvalue-to-rvalue происходит всякий раз, когда вы пытаетесь использовать значение, хранящееся в объекте или одном из его подобъектов. Однако A — это пустой класс без какого-либо состояния, и поэтому нет никакого значения для чтения. При передаче a в функцию вызывается неявный конструктор копирования для создания параметра f, но, поскольку класс пуст, он фактически ничего не делает. Он не имеет доступа ни к какому состоянию a.
Обратите внимание, что, как упоминалось выше, правила более строгие, если вы используете ссылки, например.
A a;
A& ar = a;
constexpr int kInt = f(ar);
не удастся, потому что ar называет ссылочную переменную, которую нельзя использовать в константных выражениях. Мы надеемся, что это будет исправлено в ближайшее время, чтобы быть более последовательным. (см. https://github.com/cplusplus/papers/issues/973)
Ясно, в общем, моя интуиция заключалась в том, что вызов функции вызовет преобразование lvalue в rvalue, но этого не произошло, потому что тип был пустым. Действительно, добавление нестатического члена в A приводит к сбою компиляции примера, но он все еще работает, когда нет вызова функции, то есть constexpr int kInt = a.value;. Теперь будет легче полагаться на эту функцию. Спасибо за объяснение!
@dtldarek Да, и если вы позволите функции принимать свой аргумент по ссылке, то она будет работать, даже если вы добавите нестатические члены, поскольку единственное преобразование объекта из lvalue в rvalue происходит в конструкторе копирования, который мы можно избежать таким образом.
как может
iне быть константой времени компиляции?