在定义之前使用 constexpr 函数失败

Question

我在

constexpr

方面遇到了一些麻烦。 C++ Primer这本书展示了一行代码：

  constexpr int sz = size(); // only size() is a constexpr function
                             // this code is right

不过书中没有给出具体的例子。所以我自己尝试了以下代码：

#include <iostream>
constexpr int fun();
int main()
{
    constexpr int f = fun();
    std::cout << f << std::endl;
}
constexpr int fun()
{
    return 3;
}

但是 clang 3.1 说：

未定义的函数“fun”不能在常量表达式中使用

如果我将

constexpr

更改为

const

，它效果很好，如果我在使用之前更改代码以定义 constexpr 函数：

#include <iostream>
constexpr int fun()
{
    return 3;
}
int main()
{
    constexpr int f = fun();
    std::cout << f << std::endl;
}

效果也很好。有人可以告诉我为什么吗？

Answer 1

constexpr

函数在首次使用之前不必定义，但是在定义之前进行的任何调用的结果都不是常量表达式。

来源：C++ 标准草案 n4296，第 5.20 节：

A 条件表达式

e

是一个核心常量表达式，除非对

e

的求值遵循抽象机的规则，将求值以下表达式之一：

• this

  ，除了作为

  constexpr

  的一部分进行评估的

  constexpr

  函数或

  e

  构造函数；
• 对文字类的

  constexpr

  构造函数以外的函数的调用、

  constexpr

  函数或普通析构函数的隐式调用 [注意：重载解析应用为 通常 — 尾注];
• 调用未定义的

  constexpr

  函数或未定义的

  constexpr

  构造函数；
• ...

3485 草案版本（第 5.19 节）：

A 条件表达式 是核心常量表达式，除非它涉及以下内容之一作为潜在计算的子表达式，但不考虑未计算的逻辑 AND、逻辑 OR 和条件运算的子表达式 [ 注意：重载运算符调用函数。 — 尾注]：

• this

  [ 注意：计算常量表达式时，函数调用替换会将

  this

  成员函数中每次出现的

  constexpr

  替换为指向类对象的指针。 — 尾注];
• 对文字类或

  constexpr

  函数的

  constexpr

  构造函数之外的函数的调用 [注意：重载解析照常应用 - 尾注];
• 调用未定义的

  constexpr

  函数或未定义的

  constexpr

  构造函数
• ...

n2235 中的示例

int x2 = s. t();

实际上由于标准化之前所做的更改而变得有效。然而，

constexpr int x2 = s. t();

仍然是一个错误。

Answer 2

常量表达式函数必须在首次使用之前定义。请参阅这篇论文，第 4.1 节末尾。