constexpr 禁止使用超出范围的数组指针

Question

我正在使用 constexpr 方法实现一个 Array 类。在我的设计中，我允许迭代器超过 end()，因为我没有做：while (it != arr.end())，而是通过在内部比较两个原始指针来做：while (arr.finished(it)) .它适用于非 constexpr 数组实例，但不适用于 constexpr 实例，因为以下问题：

#include <array>

int main()
{
    static constexpr std::array<int, 3> arr{};

    constexpr const int* ptr = &arr[0];

    constexpr const int* ptr2 = (const int*)ptr + 4;// error

    return 0;
}

我收到了消息：

array subscript value 4 is outside the bounds of array type _Type {aka const int [3]}|

https://godbolt.org/z/MjbqEv

Windows 10 和 gcc10.1.0 位于 C:\cygwin64\usr\local\bin

我什至没有取消引用指针，所以我对编译器的“小心”感到愤怒。

我的问题是：

我可以做些什么来编译这段代码并保持我的设计选择有越界迭代器？ （不仅仅是编译器已经允许的最后一个结尾）。我可以用 gcc 禁用越界错误吗？

Answer 1

我什至没有取消引用指针，所以我对编译器的“小心”感到愤怒。

您观察到的并不是一个过于谨慎的编译器。不允许将指针递增超过数组的最后一个元素。你不需要取消引用指针就会有麻烦。

您只能将指针递增到最后一个元素之后的位置（并且您不能取消引用该最后一个元素的指针）。

在非常量表达式上下文中递增ptr + 4 将是未定义的行为。然而，在编译期间，没有未定义的行为，编译器会诊断问题。

Answer 2

您不能在 C++ 中执行超出数组边界的指针运算。这种操作的行为是未定义的。并且在不断求值的表达式中具有未定义行为的程序是格式错误的，因此允许编译器拒绝编译它（并且需要对其进行诊断）。

您无法使用指针来实现这一点，但您可以实现一个自定义迭代器类来与您的自定义 Array 类一起使用。