c++ - constexpr 唯一标识，使用 clang 编译但不使用 gcc

Question

大家早上好!

我正在重构一个事件队列。我四处寻找是否可以在编译时使事件 ID 唯一。我想出的方法适用于 clang 4.0.0，但使用 g++ 6.3.1 时会出现编译错误。

想法是使用静态成员变量的地址来唯一标识各个类型，然后使用标记从类模板生成这些唯一类型。

使用静态成员的地址作为类型 id 是一种相当普遍的技术，但使用模板来实现它意味着清除 ODR。 MSN 在这里引用标准来表明这是一种有效的方法: Compile-time constant id

我的问题是做这个 constexpr。如果我删除 constexpr 并在运行时对其进行测试，一切都会按预期进行。但是，执行此 constexpr 会导致 g++ 中的静态断言失败，提示“错误:静态断言的非常量条件”。

经过大量研究，似乎最相似的问题是:

• 指针运算或调用非 constexpr 成员:Why is this not a constant expression?没有指针运算，一切都是 constexpr。
• 在 constexpr 表达式中使用 reinterpret_cast:Constexpr pointer value这是使用指针，但类型是逐字的；因此不应用任何转化。
• 使用不完整类型:Why is this constexpr static member function not seen as constexpr when called?我有理由相信这种类型是完整的。

这些问题中的大多数是 g++ 不一致和 clang++ 出错。这是相反的。

我被难住了。这是我得到的精简版，在静态断言中用 g++ 中没有编译的内容进行了注释:

template <typename tag>
struct t
{
    constexpr static char const storage{};
};
template <typename tag>
constexpr char const t<tag>::storage;

struct tag_0 {};
struct tag_1 {};

static_assert(&t<tag_0>::storage == &t<tag_0>::storage, "This always compiles.");
static_assert(&t<tag_1>::storage == &t<tag_1>::storage, "So does this.");
static_assert(&t<tag_0>::storage != &t<tag_1>::storage, "This does not compile with g++.");
static_assert(!(&t<tag_0>::storage == &t<tag_1>::storage), "Neither does this.");

constexpr auto id_0 = &t<tag_0>::storage; // This does.
constexpr auto id_1 = &t<tag_1>::storage; // This does.
static_assert(id_0 != id_1, "This also does not.");

编译器输出如下:

~$ clang++ --version
clang version 4.0.0 (tags/RELEASE_400/final)
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin
~$ clang++ -std=c++14 -c example.cpp
~$ g++ --version
g++ (GCC) 6.3.1 20170306
Copyright (C) 2016 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

example.cpp:14:1: error: non-constant condition for static assertion
 static_assert(&t<tag_0>::storage != &t<tag_1>::storage, "This does not compile with g++.");
 ^~~~~~~~~~~~~
example.cpp:14:34: error: ‘((& t<tag_0>::storage) != (& t<tag_1>::storage))’ is not a constant expression
 static_assert(&t<tag_0>::storage != &t<tag_1>::storage, "This does not compile with g++.");
               ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~
example.cpp:15:1: error: non-constant condition for static assertion
 static_assert(!(&t<tag_0>::storage == &t<tag_1>::storage), "Neither does this.");
 ^~~~~~~~~~~~~
example.cpp:15:15: error: ‘((& t<tag_0>::storage) != (& t<tag_1>::storage))’ is not a constant expression
 static_assert(!(&t<tag_0>::storage == &t<tag_1>::storage), "Neither does this.");
               ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
example.cpp:19:1: error: non-constant condition for static assertion
 static_assert(id_0 != id_1, "This also does not.");
 ^~~~~~~~~~~~~
example.cpp:19:20: error: ‘((& t<tag_0>::storage) != (& t<tag_1>::storage))’ is not a constant expression
 static_assert(id_0 != id_1, "This also does not.");
               ~~~~~^~~~~~~
~$ 

我很好奇为什么这种特定方法不能用 gcc 编译，但可以用 clang 编译，因为这与我对 constexpr 的理解冲突。

(我不是在问这是否是一个好的设计，或者是否有其他方法可以做到这一点。我有其他方法可以做到这一点。)

谢谢!

编辑:一个不带模板的可比较示例，可以用两种编译器编译:

struct t1
{
    static constexpr int const v{}; 
};
constexpr int t1::v;

struct t2
{
    static constexpr int const v{}; 
};
constexpr int t2::v;

static_assert(&t1::v != &t2::v, "compiles with both");

Answer 1

您正在尝试将两个指向类成员的不同指针作为 constexpr 进行比较，但标准中并未指定，如果编译器应将其评估为 constexpr(对象的地址可能尚不清楚？)。 MSVC 和 clang 会这样做，而 gcc 不会。定义指针与自身的比较结果。