为什么在字符串字面值声明中，constexpr 必须要添加 const？

Question

这个声明：

char constexpr *const s = "hello";

出现以下错误：

g++ -g -Wall -Werror -std=c++17 test.cc -o test
test.cc:8:31: error: ISO C++11 does not allow conversion from string literal to 'char *const' [-Werror,-Wwritable-strings]
char constexpr *const s = "hello";

但如果我在constexpr前面加上const，编译器就会很高兴：

char const constexpr *const s = "hello";

编译：

g++ -g -Wall -Werror -std=c++17 test.cc -o test
./test
hello

对我来说，这似乎不直观。为什么const需要修饰constexpr？constexpr不意味着const吗？如果它是一个编译器常量，在某种意义上它不是一个常量吗？某物可能是constexpr但以某种其他方式发生变化，使它不再是常量吗？

这是一个极简的godbolt链接：

https://godbolt.org/z/sSQMVa

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更新：

StoryTeller的答案解释了这个问题的关键。我已经接受了他的答案，但我会在这里详细说明，以便其他试图理解这个问题的人可以从中受益。当与const交互时，我习惯于将const应用于其左侧的项。因此：

char a[] = "hello";
char * const s = a;
s[0] = 'H'; // OK
s = "there"; // Compiler error.

在这里，char * const s表示指针s是常量，但它所解引用的字符是可修改的。另一方面：

char const * s = "hello";
a[0] = 'H'; // Compiler error
s = "there"; // OK

在这种情况下，char const * s 的意思是指s所指向的字符是const，而不是指针本身。

好的，大多数使用const和指针的人都理解这一点。我被搞糊涂的是我认为constexpr也会按照这种方式工作。也就是说，考虑到这个：

char constexpr * const s = "hello";

我原以为这将意味着指针是const（它确实是），而字符本身将是const和constexpr。但是语法并不是这样工作的。相反，在这种情况下：

• 并不适用于字符，而是适用于s本身，它是一个指针，因此...
• 与指针后面的const重复了。

因此，在这种情况下，并没有声明字符为const。事实上，如果我完全删除constexpr，我会得到完全相同的错误：

char * const s = "hello"; // Produces same error as char constexpr * const s = "hello";

不过，这个是有效的：

constexpr char const * s = "hello";

上述代码中包含我们需要的信息，即：

• 字符通过 const 修饰为常量
• 指针 s 通过 constexpr 修饰为编译时常量且为常量指针

- firebush

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非常好的解释！谢谢。 - russoue

Answer 1

constexpr是否不意味着const？

在您声明的对象上，也就是s上使用constexpr确实等同于const。应用constexpr的结果是该对象。

char *const s;

它仍被声明为指向非const对象。只需要地址是常量表达式，这意味着它必须是指向具有静态存储期的对象。

是否可能某些东西是constexpr的，但以其他方式更改，以至于不是常量？

不可能。但话说回来，在这里允许变化的并不是声明为constexpr的对象。例如

static char foo[] = "abc"; // Not a constant array
constexpr  char * s  = foo; // But the address is still a valid initializer.

是有效声明对。

- StoryTeller - Unslander Monica

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唉，我习惯于将const应用于左侧的事物。因此，通过char constexpr * const s = "hello";，我想要传达的是char数组是constexpr，而不是指针。但是从你指出的内容来看，constexpr并不是这样工作的，而是应用于指针。好的，这增加了警告的清晰度。确实，这与char * const s = "hello";相同的警告。 - firebush

Answer 2

const适用于它左边的东西，如果没有则适用于右边的东西。

在char *const s = "hello";中，const适用于*，而不是char，因此s是一个指向非常量char数据的常量指针。然而，字符串字面值是常量字符数据（在本例中，"hello"是const char[6]）。你不能有一个指向非常量数据的指针，它实际上指向的是常量数据，这会允许修改常量数据，如果真的尝试修改数据，则会导致未定义行为。这就是编译器错误所抱怨的内容。

因此，你需要一个指向常量字符数据的指针：

char const *const s = "hello";

或者：

const char *const s = "hello";

constexpr只是使得s变量可以在编译时进行评估。

- Remy Lebeau

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@bolov - 我猜他的意思是“constexpr不改变类型”，因为在这种情况下，类型已经是一个const类型。但是，是的...可能会被错误地理解。 - max66

为了避免人们被这个问题所困惑，我必须尊重地指出你最后一句话是不正确的。我也曾经因此感到困惑。constexpr确实意味着const并且会改变类型，但它令人困惑的是应用于指针而不是它所指向的字符，即使放在char之后。因此，constexpr char const * s = "hello";将s的类型从可修改指针更改为常量指针。也就是说，它在指针后面隐含了const。此外，它等同于char const constexpr * s = "hello";：即使应用于char之后，它也适用于指针。 - firebush

Answer 3

感谢StoryTeller的回答和Firebush的解释，让我受益匪浅。

我来这里的问题是关于const和array的，我已经做了一些像Firebush一样的简单测试。

关于数组，const总是防止修改特定维度而不是所有内容，我认为这可能对某些人有所帮助，因此我在这里发布测试代码和注释。

char* const strs1[] = {"uu", "vv"}; // protected 1st dimension
const char* strs2[] = {"ww", "xx"}; // protected 2nd dimension
char* strs3[] = {"yy", "zz"};

strs1[0] = "aa"; // error, try to modify 1st dimension
strs1[0][0] = 'a';

strs2[0] = "aa";
strs2[0][0] = 'a'; // error, try to modify 2nd dimension

strs1 = strs3; // error, try to modify 1st dimension
strs2 = strs3; // error, try to modify 2nd dimension

事实就在上面，最大的遗憾是错过了用几个词来总结const的简短而有效的方法，让我们永远不会忘记它的用法。

- QooBee

Answer 4

static constexpr auto NONE = "none";

- Chand Priyankara

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“仅有代码的答案并不是高质量的答案”。虽然这段代码可能很有用，但您可以通过解释它为什么有效、如何有效、何时应该使用以及其限制是什么来改进它。请编辑您的答案，包括解释和相关文档链接。 - Stephen Ostermiller