constexpr成员函数不使用此功能？

Question

请考虑以下两个C ++ 14程序：

程序1：

struct S { constexpr int f() const { return 42; } };
S s;
int main() { constexpr int x = s.f(); return x; }

程序2：

struct S { constexpr int f() const { return 42; } };
int g(S s) { constexpr int x = s.f(); return x; }
int main() { S s; return g(s); }

这两个程序都没有，还是两个都不正确？

为什么/为什么不呢？

Answer 1

两个程序的格式都正确。 C ++ 14标准要求s.f()是一个常量表达式，因为它被用于初始化constexpr变量；实际上，它是一个核心常量表达式，因为没有理由不这样做。表达式可能不是核心常量表达式的原因在第5.19 p2节中列出。特别是，它指出表达式的evaluation必须做几件事之一，在您的示例中什么都做不了。

这可能令人惊讶，因为在某些情况下，即使不使用该参数，将非常数表达式传递给constexpr函数也会导致结果为非常数表达式。例如：

constexpr int f(int) { return 42; }

int main()
{
    int x = 5;
    constexpr auto y = f(x); // ill-formed
}

但是，其格式不正确的原因是由于非恒定表达式的左值到右值转换，这是表达式的evaluation不允许执行的操作之一。在调用s.f()的情况下，不会发生左值到右值的转换。

Answer 2

我似乎在标准中找不到引人注目的段落或示例，可以直接解决在非constexpr实例上调用constexpr成员函数的问题，但以下内容可能会有所帮助（摘自N4140草案）：

[C++14: 7.1.5/5]：

对于非模板，非默认constexpr函数或非模板，非默认，非继承constexpr构造函数，如果不存在参数值，则导致调用该函数或构造函数可能是核心常量表达式（5.19）的求值子表达式，程序格式错误；没有需要诊断。

constexpr int f(bool b)
    { return b ? throw 0 : 0; }       // OK
constexpr int f() { return f(true); } // ill-formed, no diagnostic required

由此，我认为程序并不是因为constexpr函数具有可能的非constexpr路径而导致格式完全错误。

[C++14: 5.19]：

int x; // not constant
struct A {
    constexpr A(bool b) : m(b?42:x) { }
    int m;
};
constexpr int v = A(true).m; // OK: constructor call initializes
                             // m with the value 42
constexpr int w = A(false).m; // error: initializer for m is
                              // x, which is non-constant

这在某种程度上更接近示例程序，在这里constexpr构造函数可以根据参数的值引用非constexpr变量，但是，如果未实际使用此路径，则不会出错。

所以我不认为您提出的任何程序都应该格式错误，但是我不能提供令人信服的证据：）

Answer 3

这听起来像是一个测验问题，不是由学生提出的，而是教授在stackoverflow上对公众进行测试，但让我们看看...

让我们从一个定义规则开始。很明显，两个版本都没有违反该版本，因此它们都通过了该部分。

然后是语法。两者都没有语法错误，如果您不介意语法和语义问题的潜在结合，它们都将毫无问题地进行编译。

首先是较简单的语义问题。这不是语法问题，但是在两个版本中，f()都是结构的成员，并且该函数显然不会更改拥有的结构，而是返回一个常量。尽管该函数被声明为constexpr，但并未声明为const，这意味着如果出于某种原因将该函数称为运行时函数，则如果对const S进行该尝试，它将生成一个错误。这会影响两个版本。 >

[现在，可能有歧义的return g(S());显然外部g是函数调用，但是S可能不像使用{}初始化S编写的return g(S{});那样清晰，将来应该没有歧义。 struct S用operator（）扩展（该结构已经几乎类似于仿函数了）。调用的构造函数现在会自动生成，并且在此版本中没有operator（）会给编译器造成混乱，但是现代C ++ 14应该提供更清晰的选择，以避免出现“最复杂的解析”，g（S （））类似。

所以，我不得不说，基于语义规则，它们都失败了（虽然不是很严重）。