我可以从一个constexpr函数返回一个可选项吗？

Question

• 我能从constexpr函数中返回optional吗？
• 为什么？
• 如果可以，它是如何工作的？

我对boost::optional和std::optional都很感兴趣。它们的行为是否相同？

- gnzlbg

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使用 std::optional，你肯定忘记了 c++1y 标签。 - sehe

@sehe 感谢您的编辑！std::optional和boost::optional之间有什么区别，使得这种情况成立？在C++11中，boost::optional是否会有可能实现这一点？ - gnzlbg

Answer 1

boost::optional 不能由 constexpr 函数返回。至少文档没有这方面的保证。

然而，根据已接受的 C++14 提案所定义的 std::optional 可以由 constexpr 函数返回。但是，仅当 optional 的类型参数是平凡可销毁的时才可以。

这允许在这些情况下 std::optional 的析构函数是平凡的。此时，销毁对象没有任何困难，所以没有任何东西阻止 std::optional 成为文字类型。

提案对此非常明确。 如果 T 是平凡可销毁的，则大多数 optional 的构造函数将是 constexpr 的，并且 optional<T> 将是一个文字类型。因此，它可以在 constexpr 函数中创建。

- Nicol Bolas

Answer 2

Boost.Optional不支持constexpr，主要是因为它是在C++11发布之前编写的。 当前提案的std::optional支持constexpr，只要值类型T是平凡可销毁的。这是有效的，因为联合体允许constexpr构造函数（7.1.5p4）；编译器跟踪初始化的联合体成员，确保在编译时捕获访问未连接可选值的未定义行为：

struct dummy_t {};
template <class T>
union optional_storage {
  static_assert( is_trivially_destructible<T>::value, "" );
  dummy_t dummy_;
  T       value_;
  constexpr optional_storage(): dummy_{} {}  // disengaged
  constexpr optional_storage(T const& v): value_{v} {}  // engaged
  ~optional_storage() = default;
};

值类型必须是平凡析构的，因为constexpr只对字面类型有用，这些类型本身必须具有平凡析构函数。

例如，编写以下代码：

constexpr optional_storage<int> o{};
constexpr int i = o.value_;

gcc 给出以下错误：

error: accessing ‘optional_storage<int>::value_’ member instead of initialized 
‘optional_storage<int>::dummy_’ member in constant expression

- ecatmur