理解lvalue-to-rvalue转换示例

Question

理解lvalue-to-rvalue转换示例

c++language-lawyerc++14constexprlvalue-to-rvalue

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我很难理解这段代码（来自C++14草案标准的一个例子 [conv.lval]），为什么会在对g(false)的调用中产生未定义行为？为什么使用constexpr能使程序合法？

此外，“不访问y.n”是什么意思？在对g()的两次调用中，我们都返回了n成员数据，为什么最后一行说它没有访问它？

struct S { int n; };
auto f() {
    S x { 1 };
    constexpr S y { 2 };
    return [&](bool b) { return (b ? y : x).n; };
}
auto g = f();
int m = g(false); // undefined behavior due to access of x.n outside its
                  // lifetime
int n = g(true);  // OK, does not access y.n

- template boy

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我的猜测是constexpr在编译时被计算并存储在程序的某个只读部分，与堆栈帧无关，而x则在堆栈帧中，访问已删除堆栈帧后的x会导致未定义行为。 - R Sahu

你在哪里找到这个例子的？是在标准中还是其他来源？ - Ben Voigt

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@BenVoigt 这是来自C++14 [conv.lval]/2.2的内容。 - Casey

@BenVoigt，你的评论非常有帮助。最近有一些关于constexpr和ODR的SO问题引起了我的注意，所以我刚开始深入研究ODR规则。相对较新的措辞并不直观，而且现有的解释也不是很好。 - Shafik Yaghmour

@ShafikYaghmour：是的，我真的不喜欢“表达式的潜在结果”这个术语，因为它与同一表达式的“结果”完全无关。 - Ben Voigt

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Shafik Yaghmour · Accepted Answer

这是因为y.n没有odr使用，因此不需要访问y.n，odr使用的规则在3.2中有所涵盖，其中提到：

变量x的名称作为一个可能被评估的表达式ex出现时，除非对x应用lvalue-to-rvalue转换(4.1)产生了一个不调用任何非平凡函数的常量表达式(5.19)，且如果x是一个对象，则ex是表达式e的潜在结果集合的元素，其中应用lvalue-to-rvalue转换(4.1)到e或者e是一个弃值表达式。

请注意，Ben Voigt发表了一些有益的评论，进一步澄清了这一点。因此，工作假设是x将会是：

并且e将会是(关于e的不同表达式定义在3.2节第2段中)：

(b ? y : x).n

y生成一个常量表达式，且将左值转换为右值应用于表达式e。

由于f生成的是一个捕获了f局部变量的lambda，因此一旦调用f完成，x就不再有效，因为x是f内部的自动变量。由于y是一个常量表达式，它的作用就像没有访问y.n一样，因此我们没有相同的生命周期问题。

你的例子包含在N3939的4.1章节中[conv.lval]，而在这个例子之前，它说：

当将左值转换为右值应用于表达式e时，如果满足以下条件之一：

并包括以下符号，该示例属于其中之一：

评估e的结果导致集合潜在结果的成员ex的评估，并且ex命名变量x，该变量未被odr使用，

那么：

未访问所引用对象中包含的值

这是由于缺陷报告1773而应用于C++14草案标准。