为什么指向函数的“const”指针不能在常量表达式中使用？

Question

考虑以下模板：

using IntFnPtr = int(*)(int);
template <IntFnPtr> void f() { }

还有这些测试：

int g(int) { }

int main()
{
    f<&g>(); // OK

    const IntFnPtr cp = &g;
    f<cp>(); // Error -- why? 

    constexpr IntFnPtr cexprp = &g;
    f<cexprp>(); // OK
}

为什么尝试用 cp 不正确地实例化 f？ 编译器抱怨：

> error: no matching function for call to 'f'

live example on godbolt.org

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请注意，这似乎与其他实体不一致，例如整数：

template <int> void f() { }

int main()
{
    f<5>(); // OK

    const int ci = 5;
    f<ci>(); // OK

    constexpr int cexpri = 5;
    f<cexpri>(); // OK
}

Answer 1

开始，有temp.arg.nontype#2:

非类型模板参数的模板参数应该是模板参数类型的转换后的常量表达式 ([expr.const])。

[注1：如果模板参数是一个重载集（或这样的地址，包括形成一个指向成员的指针），则从集合中选择匹配函数（[over.over]）。 ——尾注]

然后我们可以按照 expr.const#10:

转换后的 T 类型常量表达式是隐式转换为 T 类型的表达式，其中转换后的表达式是常量表达式，隐式转换序列仅包含 ...

根据该规则，我们可以看到变量cp 不可能是一个常量表达式，因为根据expr.const#3，它甚至不是潜在常量：

如果变量是 constexpr 或者它具有引用或 const 限定的整数或枚举类型，则该变量是潜在常量。

所以cp 不是非类型模板参数的有效模板参数，你会得到一个错误。

请注意，这是与ci 明显不一致的地方。由于ci 具有 const 限定的整数类型，它可以用作非类型模板参数的模板参数。

同样，所有其他对f 的调用也是允许的，因为每种情况下的模板参数都是一个常量表达式：

1. g是一个有外部链接的函数，所以它的地址是一个常量表达式。

2. 5 是一个常数积分表达式。​​

3. cexprp 和 cexpri 都是 constexpr 变量。