在非类型模板参数中评估 constexpr lambda

Question

Lambda 表达式不允许在未计算的上下文中（例如在 decltype 中），并且直到最近才可以是常量表达式。因此无法在模板参数中使用它们。

然而，在 C++17 中，常量表达式 lambdas 是可能的。这仍然不允许在一般模板参数中使用它们。

但是，对于非类型模板参数，常量表达式 lambda 表达式可以在评估上下文中使用，例如：

template<int N> struct S { constexpr static int value = N; };

int main() {
    int N = S<[]()constexpr{return 42;}()>::value;
}

但这仍然行不通，因为无论是类型还是非类型，模板参数中都明确禁止 lambda 表达式。

我的问题是不允许上面的构造背后的原因。我可以理解函数签名中的 lambda 类型可能有问题，但是这里闭包类型本身是无关紧要的，只使用（编译时常量）返回值。

我怀疑原因是 lambda 主体中的所有语句都将成为模板参数表达式的一部分，因此如果主体中的任何语句在替换期间格式不正确，则需要应用 SFINAE。这可能需要编译器开发人员的大量工作。

但这实际上是我的动力。如果可以使用上面的构造，那么 SFINAE 不仅可以用于常量表达式，还可以用于 constexpr 函数中有效的其他语句（例如文字类型声明）。

除了对编译器编写者的影响之外，这是否会导致任何问题，例如标准中的歧义、矛盾或复杂性？

Answer 1

lambda 不会出现在未评估的上下文中是非常有意的。 lambda 总是具有唯一类型的事实导致了各种问题。

以下是来自 Daniel Krugler 的 comp.lang.c++ discussion 的一些示例：

确实存在大量允许 lambda 的用例 表达式，它可能会极大地扩展可能的 sfinae 案例 （包括完整的代码“沙盒”）。他们成为的原因 排除是由于 sfinae 案例的这种极端扩展（你 正在为编译器打开一个潘多拉盒子）以及它可以 导致您的其他示例出现问题，例如

template<typename T, typename U>
void g(T, U, decltype([](T x, T y) { return x + y; }) func);

没用，因为每个 lambda 表达式都会生成唯一的类型，所以 像

g(1, 2, [](int x, int y) { return x + y; });

实际上不起作用，因为在 参数与g调用中的lambda类型不同。

最后，它也确实导致了名称修改问题。例如。当你有

template<typename T>
void f(T, A<sizeof([](T x, T y) { return x + y; })> * = 0);

在一个翻译单元中，但

template<typename T>
void f(T, A<sizeof([](T x, T y) { return x - y; })> * = 0);

在另一个翻译单元中。现在假设您实例化了f<int> 来自两个翻译单位。这两个功能有不同 签名，因此它们必须生成不同的模板 实例化。将它们分开的唯一方法是破坏 body 的 lambda。反过来，这意味着编译器编写者有 为 语言。虽然在技术上是可行的，但这被认为是 规范和实施负担。

这是一大堆问题。尤其是考虑到你写作的动机：

int N = S<[]()constexpr{return 42;}()>::value;

改写可以很容易解决：

constexpr auto f = []() constexpr { return 42; }
int N = S<f()>::value;