类模板中的 Consexpr 成员函数答案

【问题标题】：Constexpr member function in class template类模板中的 Consexpr 成员函数
【发布时间】：2018-02-17 13:28:23
【问题描述】：

以下代码编译失败：

// template<class>
struct S {
    int g() const {
        return 0;
    }

    constexpr int f() const {
        return g();
    }
};

int main()
{
    S /*<int>*/ s;
    auto z = s.f();
}

例如，GCC 会抱怨：error: call to non-constexpr function ‘int S::g() const’。这是完全合理的。但是，如果我将 S 转换为模板，代码就会编译（使用 MSVC 15.3、GCC 7.1.0、clang 4.0.1 检查）。

为什么？ constexpr 在类模板中有什么特殊含义吗？

据我了解，这段代码不正确，但标准不要求编译器产生错误（为什么？）。

【问题讨论】：

一方面，有趣的行为。另一方面，为什么要从 constexpr 函数调用非 constexpr 函数？
@AndyG 这只是一个小例子。在我的例子中，S 是一个模板类，它根据模板参数从不同的基类派生而来。 g() 在基类中。然后我只在 some 基类中创建了 f() constexpr 和 g() constexpr（constexprness 有意义）。当S 派生自非constexpr g() 的基类时，我很困惑地看到没有编译器错误。因此，问题。
最好是这样，因为我们希望能够有一个模板类，其方法可能是 constexpr，具体取决于其模板参数，也可能不是。我不知道标准在哪里允许这样做。

标签： c++ c++11 templates constexpr

【解决方案1】：

每 [dcl.constexpr]

constexpr 函数的定义应满足以下约束：
...
用于初始化返回值（6.6.3、8.5）的每个构造函数调用和隐式转换都应为常量表达式中允许的那些之一

常量表达式中不允许调用g()。每[expr.const]：

一个条件表达式是一个核心常量表达式，除非它涉及以下之一作为潜在的评估子表达式...：
— 调用除 [...] constexpr 函数之外的函数

看起来有些编译器可能允许您执行您正在执行的操作，因为 z 未声明为 constexpr，因此不需要在编译时知道该值。如果您将代码更改为

constexpr auto z = s.f();

您会注意到，所有这些编译器都会进入 barf，无论是否是模板。

【讨论】：

零甚至可以用getchar()之类的东西代替。
来自cppreference.com：constexpr 函数必须满足以下要求： ... 至少存在一组参数值，因此函数的调用可以是核心常量表达式的求值子表达式（对于构造函数，在常量初始化器中使用就足够了）（C++14 起）。违反此项目符号不需要诊断。那么问题是，为什么不需要诊断？
@Evgeny：很好地抓住了不需要诊断的方面。通常的解释是，强制执行某事要么花费太多时间，要么不可能针对所有输入执行。
@AngyG 不产生错误使constexpr 有条件，可以这么说，它似乎非常有用。根据标准可能允许的一些适当措辞。