c++ - 下标时是否必须使用 constexpr 数组？

Question

给定以下代码:

struct A { static constexpr int a[3] = {1,2,3}; };

int main () {
  int a = A::a[0];
  int b  [A::a[1]];
}

是 A::a 一定是 odr-used在 int a = A::a[0]?

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^{注意:这个问题代表了 a debate in the Lounge 的不那么火爆/不合逻辑/没完没了的版本。 .}

Answer 1

首次使用A::a:

int a = A::a[0];

初始化器是一个常量表达式，但这并不能阻止A::a 在这里被odr-used。事实上，A::a 被此表达式odr-used。

从表达式 A::a[0] 开始，让我们遍历 [basic.def.odr](3.2)/3(对于 future 的读者，我我正在使用 N3936 中的措辞):

A variable x [in our case, A::a] whose name appears as a potentially-evaluated expression ex [in our case, the id-expression A::a] is odr-used unless

• applying the lvalue-to-rvalue conversion to x yields a constant expression [it does] that does not invoke any non-trivial functions [it does not] and,

• if x is an object [it is],

  • ex is an element of the set of potential results of an expression e, where either the lvalue-to-rvalue conversion is applied to e, or e is a discarded-value expression.

那么:e 有哪些可能的值？表达式的一组潜在结果是表达式的一组子表达式(您可以通过阅读[basic.def.odr](3.2)/2 来检查这一点), 所以我们只需要考虑 ex 是子表达式的表达式。它们是:

A::a
A::a[0]

其中，左值到右值的转换不会立即应用于A::a，因此我们只考虑A::a[0 ]。根据 [basic.def.odr](3.2)/2，A::a[0] 的潜在结果集为空，因此 A: :a 被此表达式odr-used。

现在，您可能会争辩说我们首先将 A::a[0] 重写为 *(A::a + 0)。但这并没有改变:e 的可能值是

A::a
A::a + 0
(A::a + 0)
*(A::a + 0)

其中，只有第四个应用了左值到右值的转换，[basic.def.odr](3.2)/2 再次表示潜在结果集*(A::a + 0) 为空。特别要注意，数组到指针的衰减不是左值到右值的转换 ([conv.lval](4.1))，即使它转换了一个数组左值到指针右值 -- 这是数组到指针的转换 ([conv.array](4.2))。

第二次使用A::a:

int b  [A::a[1]];

按照标准，这与第一种情况没有区别。同样，A::a[1] 是一个常量表达式，因此这是一个有效的数组绑定(bind)，但是仍然允许编译器在运行时发出代码来计算这个值，并且数组绑定(bind)仍然odr-uses A::a.

请特别注意，常量表达式(默认情况下)是潜在求值表达式。根据 [basic.def.odr](3.2)/2:

An expression is potentially evaluated unless it is an unevaluated operand (Clause 5) or a subexpression thereof.

[expr](5)/8 只是将我们重定向到其他子条款:

In some contexts, unevaluated operands appear (5.2.8, 5.3.3, 5.3.7, 7.1.6.2). An unevaluated operand is not evaluated.

这些子句分别说明了一些 typeid 表达式的操作数、sizeof 的操作数、noexcept 的操作数，以及decltype 的操作数是未计算的操作数。没有其他类型的未计算的操作数。