std::array 的 constexpr 开头

Question

我无法理解为什么 gcc-8.2.0 和 clang-7.0.0 都拒绝以下代码（实时代码 here）：

#include <array>

int main() {

    constexpr std::array<int,3> v{1,2,3};
    constexpr auto b = v.begin(); // error: not a constexpr 
    return 0;
}

有错误

error: '(std::array<int, 3>::const_pointer)(& v.std::array<int,3>::_M_elems)' 
is not a constant expression (constexpr auto b = v.begin();)

根据en.cppreference.com，begin() 成员函数声明为constexpr。这是编译器错误吗？

Answer 1

所以让我们避开std::array 让这更容易一点：

template <typename T, size_t N>
struct array {
    T elems[N];

    constexpr T const* begin() const { return elems; }
};

void foo() {
    constexpr array<int,3> v{{1, 2, 3}};
    constexpr auto b = v.begin(); // error
}

constexpr array<int, 3> global_v{{1, 2, 3}};
constexpr auto global_b = global_v.begin(); // ok

为什么b 出错但global_b 没问题？同样，如果我们将v 声明为static constexpr，为什么b 会变得正常？问题基本上与指针有关。为了拥有一个作为指针的常量表达式，它必须始终指向一个已知的常量。对于没有静态存储持续时间的局部变量，这实际上并不适用，因为它们的地址基本上是可变的。但是对于函数局部静态或全局，它们确实有一个常量地址，因此您可以使用一个常量指针来指向它们。

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标准语，来自[expr.const]/6：

常量表达式要么是一个泛左值核心常量表达式，它引用一个作为常量表达式（如下定义）的允许结果的实体，要么是一个纯右值核心常量表达式，其值满足以下约束：

• 如果值是类类型的对象，[...]
• 如果值是指针类型，它包含具有静态存储持续时间的对象的地址、经过此类对象末尾的地址 ([expr.add])、一个函数，或者一个空指针值，以及
• [...]

b 不是第二个项目符号中的那些东西，所以它失败了。但是global_b 满足粗体条件 - 如果v 被声明为static，b 也会满足。