c++ - 比较两个constexpr指针不是constexpr吗？

Question

我正在寻找一种在编译时将类型映射到数值的方法，理想情况下不使用 this 中建议的哈希值。回答。

因为指针可以是 constexpr ，我试过这个:

struct Base{};
template<typename T> struct instance : public Base{};

template<typename T>
constexpr auto type_instance = instance<T>{};

template<typename T>
constexpr const Base* type_pointer = &type_instance<T>;

constexpr auto x = type_pointer<int> - type_pointer<float>; // not a constant expression

gcc 和 clang 都拒绝此代码，因为 type_pointer<int> - type_pointer<float>不是常量表达式，请参阅 here ，例如。

为什么呢？

我可以理解，两个值之间的差异从一个编译到下一个编译并不稳定，但在一个编译内，它应该是 constexpr ，恕我直言。

Answer 1

两个不指向同一数组或同一对象(包括前一个数组/对象)的非空指针相减是未定义的行为，请参阅 [expr.add] C++17 标准(最终草案)的(特别是第 5 段和第 7 段)。

如果计算的话，将具有核心未定义行为的表达式^[1]是从不常量表达式，请参阅[expr.const]/2.6 .

因此type_pointer<int> - type_pointer<float>不能是常量表达式，因为这两个指针指向不相关的对象。

自 type_pointer<int> - type_pointer<float>不是常量表达式，它不能用于初始化 constexpr变量如

constexpr auto x = type_pointer<int> - type_pointer<float>;

尝试使用非常量表达式作为 constexpr 的初始值设定项变量使程序格式错误，并要求编译器打印诊断消息。这就是您看到的错误消息。

基本上，当核心未定义行为出现在纯编译时上下文中时，编译器需要对其进行诊断。

可以看到，如果指针指向同一个对象，则不会出错，例如:

constexpr auto x = type_pointer<int> - type_pointer<int>;

这里的减法是明确定义的，并且初始化器是一个常量表达式。因此代码将编译(并且不会有未定义的行为)。 x将具有明确定义的值 0 .

<小时/>

请注意，如果您创建 x非constexpr编译器将不再需要诊断未定义的行为并打印诊断消息。因此它可能会编译。

减去不相关的指针仍然是未定义行为，而不仅仅是未指定行为。因此，您将失去对最终程序的功能的任何保证。这不仅意味着您将获得 x 的不同值。在代码的每次编译/执行中。

<小时/>

^{[1] 核心未定义行为这里指的是核心语言中的未定义行为，与由于使用标准库而导致的未定义行为形成对比。 未指定为库指定的未定义行为是否会导致(否则为常量)表达式不是常量表达式，请参阅 [expr.const]/2 中示例之前的最后一句.}