Как C++ обрабатывает оценку constexpr для указателей нестатических функций-членов на объектах времени выполнения?
Код компилируется и запускается, но я пытаюсь понять, как выражение (obj.*funcPtr)(12) можно оценить во время компиляции, когда obj не объявлено как constexpr. Я ожидаю, что это может не соответствовать стандартным требованиям для оценки во время компиляции.
#include <iostream>
#include <stdexcept>
template <typename T, size_t N>
class Array
{
public:
T& operator[](size_t i)
{
if (i>=N)
{
throw std::out_of_range("Bd index!");
}
return data_[i];
}
constexpr size_t Size() const
{
return N;
}
private:
T data_[N]{};
};
class MyClass
{
public:
constexpr int myFunction(int value)
{
return value*2;
}
};
int main()
{
constexpr int (MyClass::*funcPtr)(int) = &MyClass::myFunction;
MyClass obj;
Array<int , (obj.*funcPtr)(12) > arr;
std::cout << arr.Size() << '\n';
}
Это работает, потому что myFunction не зависит ни от одного члена MyClass obj. Если вы добавите зависимость от такого члена, он не сможет скомпилироваться так, как вы ожидали.
Ответы 1
Вызов функции является постоянным выражением, поскольку ни один из пунктов [expr.cont]/5 не лишает ее права быть постоянным выражением. В частности, вы не пытаетесь выполнить какое-либо проблемное преобразование lvalue в rvalue в значении пункта 5.9. Единственное преобразование lvalue в rvalue, которое вы выполняете, — это value, срок жизни которого начался во время вычисления постоянного выражения, и funcPtr, который явно отмечен constexpr.
С точки зрения реализации: ваша функция myFunction не имеет доступа ни к одному элементу данных obj. Таким образом, компилятор может определить свой результат во время компиляции по заданному аргументу, и ему вообще не нужно заботиться о реальном экземпляре obj. Его состояние не влияет на результат вызова функции. Результат всегда 24.
если вы измените obj на указатель, gcc/clang больше не будет считать вызов через указатель constexpr, хотя с точки зрения реализации это то же самое (не уверен насчет стандарта). MSVC не согласился и скомпилировал его. Интересно, какой из них правильный? См.: godbolt.org/z/c1zx1cadE
@Gene Разыменование нулевого указателя (часть *obj) является явно неопределенным поведением, а неопределенное поведение лишает выражение права быть (основным) постоянным выражением для каждого элемента [expr.const]/5.8. То, что разыменование указателя само по себе вызывает UB, даже если результат не используется, было разъяснено относительно недавно в CWG 2823, хотя вызов нестатической функции-члена для нулевого указателя всегда был UB. MSVC ошибается.
@Gene Кроме того, в этом случае необходимо знать фактическое значение указателя, т. е. удаление constexpr из указателя не сработает, поскольку *obj требует преобразования lvalue в rvalue на obj. (Встроенный * можно применять только к значениям prvalues.)
@Gene Конечно, с точки зрения реализации это в любом случае не было бы проблемой, но здесь стандарт принял явное решение считать конструкцию неопределенной (либо потому, что семантически это невозможно вызывать функции-члены для несуществующего объекта или потому, что это обеспечивает большую оптимизацию нестатических функций-членов).
да, похоже, что на самом деле виноват nullptr, а не вызов через указатель. Исправление того, что каждый компилятор работает: godbolt.org/z/E74bYvonh
Вы можете сократить свою программу. См. уменьшенный пример