c++ - consteval 会允许在函数参数上使用 static_assert 吗？

Question

目前您不能使用 static_assert 来验证 constexpr 函数的参数，即使对它的所有调用确实都是 constexpr。这是有道理的，因为编译器仍然必须创建此函数的非 constexpr 实例，以防其他模块尝试调用它。遗憾的是，即使函数是 static 或在匿名命名空间中也是如此。

但是，C++20 将引入一个新关键字 consteval，它类似于 constexpr，但它不允许以非 constexpr 方式调用函数。在这种情况下，编译器可以确定函数参数在编译时总是已知的。因此，理论上应该可以使用 static_assert 来验证它们。

问题是:标准允许吗？

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例子:

#include <iostream>

consteval char operator""_bchar(const char text[], const size_t length)
{
    static_assert(length == 8, "Binary char has to have 8 digits!"); // <-- This is currently not possible.
    uint8_t byte = 0;
    for (size_t i = 0; i != length; ++i)
    {
        byte <<= 1;
        byte |= text[i] == '1' ? 0b00000001 : 0b00000000;
    }
    return byte;
}

int main()
{
    std::cout << "01000001"_bchar << std::endl;
    return 0;
}

我问是因为我要写一些用户定义的文字(比示例更复杂)。我可以选择使用编译器扩展来处理验证，或者等待编译器更新并编写完全符合标准的代码。

Answer 1

Will consteval allow to use static_assert on function arguments?

没有。函数参数从来没有，也将继续不能用作常量表达式。

常量求值和可用作常量表达式是有区别的。 consteval 确保我们处于常量计算上下文中，但它不会导致所有内容都变成常量表达式。

为了让函数参数可以用作常量表达式，您需要将所有内容隐式地设为模板:

template <int> struct X { };

consteval auto foo(int i) {
    static_assert(i > 10); // in order to allow this...
    return X<i>{};         // ... you'd have to allow this too
}

现在 foo(20) 和 foo(30) 返回不同的类型。那是一个模板。

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可以在 Andrew Sutton 的 Translation and evaluation: A mental model for compile-time metaprogramming 中找到了解为什么这是一个基本和固有限制的重要背景阅读。 :

Having a mental model of compile-time evaluation that physically separates it from the process of translation has been extremely helpful for me. In particular, it has helped me understand what is not possible (e.g., instantiating a template during evaluation). This helps prune the design space for otherwise large and complex language features. Hopefully, others will find this note helpful as well.

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不过，特别是使用 static_assert 时，您可以添加一个解决方法来导致编译失败。这只是添加了在不断评估期间无法使用的任何东西。喜欢:

#define CONSTEVAL_STATIC_ASSERT(c, msg) do { if (!(c)) throw msg; } while(false)

如:

consteval char operator""_bchar(const char text[], const size_t length)
{
    CONSTEVAL_STATIC_ASSERT(length == 8, "Binary char has to have 8 digits!");
    // ...
}