c++ - std::initializer_list::size() 与 std::array::size() 的constexpr-ness

Question

std::initializer_list 和 std::array 的 size() 成员函数具有相同的签名:

constexpr size_type size() const noexcept;

两者都是constexpr。但是，std::array::size() 可以在 constexpr 上下文中使用，但是 std::initializer_list::size() 可以't:

std::initializer_list<int> il{1, 2, 3, 4};
constexpr std::size_t il_size = il.size();       // (1) - fails with GCC and Clang (*)

std::array<int, 4> arr{1, 2, 3, 4};
constexpr std::size_t arr_size = arr.size();     // (2) - OK

(*) 错误是:

in 'constexpr' expansion of 'il.std::initializer_list<int>::size()'
error: the value of 'il' is not usable in a constant expression

As far as I understand , (1) 失败和 (2) 成功的事实是完全合理的，因为类模板的 constexpr 成员函数可能无法满足 constexpr 要求。

我有两个相关的问题:

1. 为什么 std::initializer_list 的实现方式不能使 (1) 编译？标准中是否有阻止此类实现的内容？

2. 鉴于 (1) 失败，将 std::initializer_list::size() 标记为 constexpr 的目的是什么>?唯一的用例似乎是这个:

   constexpr std::initializer_list<int> il{1, 2, 3, 4};   // note constexpr
   constexpr std::size_t il_size = il.size();
   

Answer 1

Why isn't std::initializer_list implemented in a way such that (1) compiles? Is there something in the standard that prevents such an implementation?

是的，这是不可能的。一个initializer_list可以有任何大小，你不能在持续评估期间获得任意运行时的大小 initializer_list .这与 std::array 完全不同, 其中给定 std::array<T, N>尺寸 N .一个的大小是可变的，另一个是固定的。

这与任何其他变量并没有什么不同:

struct X { int i; };

X x{42};
constexpr X cx{17};

constexpr int i = x.i;   // error
constexpr int ci = cx.i; // ok

Given that (1) fails, what is the purpose of marking std::initializer_list::size() as constexpr? The only use case seems to be this one

这远不是唯一的用例。 constexpr成员函数不仅允许您在 constexpr 上调用它们对象。它们通常允许您在持续评估时间内任何地方调用它们。

也就是说，在任何类型的持续评估期间，如果您创建一个 initializer_list ，然后您可以使用它的大小。一个愚蠢的最小例子可能是:

constexpr size_t four() {
    std::initializer_list<int> lst = {1, 2, 3, 4};
    return lst.size();
}

static_assert(four() == 4);

请注意 lst本身不是 constexpr对象，它只是在评估对 four() 的调用过程中创建的一些短暂的东西在不断的评估中。但我们仍然需要 size()成为constexpr - 调用任何非 constexpr功能是禁忌。

从这里您可以将它向外扩展到任何您可能想要运行的任意代码，这些代码在不断评估期间想要确定 std::initializer_list 的大小。 .