constexpr函数存在可能的错误？

Question

constexpr函数存在可能的错误？

c++visual-c++constexpr

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以下代码是否正确使用了constexpr函数？它尝试以各种方式访问static constexpr成员变量_size。

使用g++编译没有问题，但在msvc-2017 / 2019和clang中失败。

可通过godbolt here进行测试的代码示例。

似乎如果用等效的宏解决方法，就可以使其（在任何地方）都能编译。取消注释USE_MACRO_WORKAROUND进行测试。

对我来说，这似乎表明与constexpr函数相关的编译器错误？

（因为宏版本有效，这表明编译器应该具有足够的编译时信息来处理constexpr函数。显然g ++可以做到...）

（此示例只是简单的构思。实际代码是此库的一部分。）

#include <cstddef>

//define USE_MACRO_WORKAROUND

template <size_t N = +1>
struct expansion 
{
    size_t static constexpr _size = N ;
    double                  _xdat [ N ] ;
};

#if defined(USE_MACRO_WORKAROUND)

// ugly macro-based hack that's equiv. to compile 
// time foo()...
// does compile everywhere

#define foo(_aa, _bb) _aa._size + _bb._size

#else

// why does this cause problems? works for g++ 7,
// 8, 9, but not msvc, etc

template <size_t NA, size_t NB>
inline size_t constexpr foo (
    expansion <NA> const& _aa,
    expansion <NB> const& _bb
    )
{
    return _aa._size + _bb._size;
}

#endif  //USE_MACRO_WORKAROUND

template <size_t NA, size_t NB>
inline void goo (
    expansion <NA> const& _xx,
    expansion <NB> const& _yy
    )
{   // this will not compile with msvc, reporting
    // C2131: expression did not evaluate to a constant
    expansion<foo(_xx, _yy)> _tt;
}

int main ()
{
    expansion< 2 > _x2;
    expansion< 4 > _x4;

    // this seems to work for both g++ and msvc
    expansion<foo(_x2, _x4)> _x6;

    // via msvc, this leads to the errors above
    goo (_x2, _x4) ;

    return 0;
}

- Darren Engwirda

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Gabe Rundlett · Answer 1

根据cppreference.com：

引用变量可以声明为constexpr（它们的初始化器必须是引用常量表达式）：

这个程序的问题在于你试图在constexpr上下文中使用运行时变量的引用（在main函数开头声明）。虽然对象内部访问的变量是全局状态（静态），并且在constexpr上下文中，但这些运行时变量的地址在这种情况下不能使用。我无法使用除GCC 9.0及更早版本之外的任何现代编译器编译您提供的代码。GCC trunk无法编译。

我能够使用我们可用的最佳工具之一，系统级程序员Matt Godbolt的Compiler Explorer进行测试。简化示例

有趣的是，如果我们决定通过值复制它们来调用goo()，则似乎可以使用这些变量。通过从函数签名中删除“&”符号，我能够在多个clang、gcc和msvc版本上编译此程序：

#include <cstddef>
#include <iostream>

template <
    size_t N = +1
         >
class expansion
{
public:
    size_t static constexpr _size = N ;

    double                  _xdat [ N ] ;
    size_t                  _xlen = 0 ;
};

template <
    size_t NA, size_t NB
         >
inline size_t constexpr foo (
    expansion <NA> const& _aa,
    expansion <NB> const& _bb
    )
{
    return _aa._size + _bb._size;
}

template <
    size_t NA, size_t NB
         >
inline void goo (
    expansion <NA> const _xx,
    expansion <NB> const _yy
    )
{
    // this will not compile with msvc, reporting
    // C2131: expression did not evaluate to a constant
    size_t
    constexpr _nn = foo(_xx, _yy);

    expansion<_nn> _tt;
}

int main ()
{
    expansion< 2 > _x2;
    expansion< 4 > _x4;

    // this seems to work for both g++ and msvc
    size_t
    constexpr _n6 = foo(_x2, _x4);

    expansion<_n6> _x6;

    // via msvc, this leads to the errors above
    goo (_x2, _x4) ;

    std::cout << _n6 << std::endl;

    return 0;
}

编辑：

由于我无法确认是否是编译器的 bug（因为我无法重现您所说的结果），所以希望我能帮助您使用您提供的代码，因为我认为这是您遇到的合法用例。