在默认模板参数中调用 constexpr

Question

在 C++11 中，我使用 constexpr 函数作为模板参数的默认值 - 它看起来像这样：

template <int value>
struct bar
{
    static constexpr int get()
    {
        return value;
    }
};

template <typename A, int value = A::get()>
struct foo
{
};

int main()
{
    typedef foo<bar<0>> type;

    return 0;
}

G++ 4.5 和 4.7 编译这个，但 Clang++ 3.1 没有。来自 clang 的错误信息是：

clang_test.cpp:10:35: error: non-type template argument is not a constant expression
template <typename A, int value = A::get()>
                                  ^~~~~~~~
clang_test.cpp:17:19: note: while checking a default template argument used here
        typedef foo<bar<3>> type;
                ~~~~~~~~~^~
clang_test.cpp:10:35: note: undefined function 'get' cannot be used in a constant expression
template <typename A, int value = A::get()>
                                  ^
clang_test.cpp:4:23: note: declared here
        static constexpr int get()
                             ^
1 error generated.

哪个是正确的？

Answer 1

LLVM IRC 频道的 Richard Smith（zygoloid）就这个问题与我进行了简短的交谈，这是您的答案

<litb> hello folks
<litb> zygoloid, what should happen in this case?
<litb> http://stackoverflow.com/questions/10721130/calling-constexpr-in-default-template-argument
<litb> it seems to be clang's behavior is surprising
<litb> zygoloid, i cannot apply the "point of instantiation" rule to constexpr 
  function templates. if i call such a function template, the called definition's 
  POI often is *after* the specialization reference, which means at the point of 
  the call, the constexpr function template specialization is "undefined".
<zygoloid> it's a horrible mess. Clang does not do what the standard intends, but 
  as you note, the actual spec is gloriously unclear
<d0k> :(
<zygoloid> we should instantiate bar<3>::get(), because it is odr-used, but we 
  don't, because we incorrectly believe it's used in an unevaluated context
<zygoloid> conversely, the point of instantiation is too late :/
<zygoloid> PR11851

因此，有时 Clang 实例化调用的函数模板或类模板的成员函数，但它们的实例化为时已晚，调用无法看到，而在其他情况下，它甚至不实例化它们，因为它认为它永远不需要他们（未评估的上下文）。

Answer 2

我认为 GCC Clang 是正确的

引自 n3290：

14.3.2 模板非类型参数 [temp.arg.nontype]

1. 非类型、非模板模板参数的模板参数应为以下之一：
   • 对于整数或枚举类型的非类型模板参数，模板参数类型的转换 > 常量表达式 (5.19)；要么
   • ...

编辑：5.19 3

文字常量表达式是纯右值的核心常量表达式 文字类型，但不是指针类型。一个整数常量表达式是 整数或无范围枚举的字面常量表达式 类型。 [注意：这样的表达式可以用作数组边界（8.3.4， 5.3.4)，作为位域长度 (9.6)，作为枚举器初始化器，如果基础类型不固定 (7.2)，作为空指针常量 (4.10)， 并作为对齐 (7.6.2)。 —尾注] 转换后的常量表达式 T 类型的字面常量表达式，隐式转换为 类型 T，其中允许隐式转换（如果有） 文字常量表达式和隐式转换序列 仅包含用户定义的转换，左值到右值的转换 (4.1)、积分促销 (4.5) 和积分转换 (4.7) 其他 而不是缩小转化率 (8.5.4)。

[ 注意：此类表达式可以用作 case 表达式 (6.4.2)，如果基础类型是固定的 (7.2)，则可以用作枚举器初始化器，以及用作整数或枚举非类型模板参数 (14.3)。 ——尾注]