c++ - Constexpr 成员函数

Question

假设我有一个由引擎参数化的 struct 模板 S:

template<class Engine> struct S;

我有两个引擎:一个是带有 constexpr 成员函数 size() 的“静态”引擎，另一个是带有非 constexpr 的“动态”引擎 成员函数size():

struct Static_engine {
    static constexpr std::size_t size() {
        return 11;
    }
};

struct Dynamic_engine {
    std::size_t size() const {
        return size_;
    }
    std::size_t size_ = 22;
};

我想在 S 中定义 size() 成员函数，如果引擎的 size( ) 是 constexpr。我写道:

template<class Engine>
struct S {
    constexpr std::size_t size() const {
        return engine_.size();
    }
    Engine engine_;
};

然后使用 GCC、Clang、MSVC 和 ICC 编译以下代码:

S<Static_engine> sta;         // not constexpr
S<Dynamic_engine> dyn;

constexpr auto size_sta = sta.size();
const auto size_dyn = dyn.size();

考虑到 constexpr 的复杂性和各种“格式错误，无需诊断”，我仍然有一个问题:这段代码格式正确吗？

Full code on Godbolt.org

(我用 c++17 和 c++20 标记了这个问题，以防该代码在这两个标准中具有不同的有效性。)

Answer 1

代码写得很好。

[dcl.constexpr]

6 If the instantiated template specialization of a constexpr function template or member function of a class template would fail to satisfy the requirements for a constexpr function or constexpr constructor, that specialization is still a constexpr function or constexpr constructor, even though a call to such a function cannot appear in a constant expression. If no specialization of the template would satisfy the requirements for a constexpr function or constexpr constructor when considered as a non-template function or constructor, the template is ill-formed, no diagnostic required.

该成员可能不会出现在使用 Dynamic_engine 的专门化的常量表达式中，但正如上面段落详细说明的那样，这不会使 S::size 生病 -形成。我们也远离格式错误的 NDR 领域，因为有效的实例是是可能的。 Static_engine 就是一个很好的例子。

该引用来自最新的 C++17 标准草案 n4659，类似的措辞也出现在最新的 C++20 草案中。

<小时/>

至于将 sta.size() 作为常量表达式进行计算，请查看 [expr.const] 处的列表。我找不到评估本身不允许的任何内容。因此，它是一个有效的常量表达式(因为该列表告诉我们什么无效)。一般来说，要使 constexpr 函数有效，只需要存在一些参数集，计算即可为其生成有效的常量表达式。正如以下标准示例所示:

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

struct B {
  constexpr B(int x) : i(0) { }         // x is unused
  int i;
};

int global;

struct D : B {
  constexpr D() : B(global) { }         // ill-formed, no diagnostic required
                                        // lvalue-to-rvalue conversion on non-constant global
};