如何使 consteval 函数失败？答案

【问题标题】：How to fail a consteval function?如何使 consteval 函数失败？
【发布时间】：2021-07-23 00:04:02
【问题描述】：

我有以下功能：

template <size_t TSize>
consteval size_t indexOf(SomeEnum someEnum,
                         const std::array<SomeEnum, TSize> &arr) {
  for (size_t i = 0; i < TSize; ++i) {
    if (arr[i] == someEnum) {
      return i;
    }
  }
  // How to fail here?
  return SOME_DEFAULT_WRONG_VALUE;
}

函数应该失败而不是返回默认值，但我不能抛出异常或调用assert。我可以在每次调用函数时添加static_assert（使用宏会不那么可怕），但我更喜欢在函数中工作的解决方案。有没有办法在这种情况下触发编译失败？

【问题讨论】：

一般这类函数如果找不到数据不会失败，它们会返回一个越界标记（通常是-1）。搜索您的收藏中不存在的东西是完全有效的。
为什么不能抛出异常或者使用assert？
您仍然可以通过constexpr 发送throw。我对consteval 不够熟悉，无法确定，但我相信您也应该能够从他们那里获得throw。
您能否澄清一下您是否认为在consteval 中不允许投掷，或者您是否有不使用throw 的外部要求？
@chris：可以。其中一个答案提到了这一点。

标签： c++ c++20 consteval

【解决方案1】：

有没有办法在这种情况下触发编译失败？

如果目标是触发编译失败，那么最简单的做法就是抛出异常。不管异常是什么，因为它实际上不会被抛出，所以抛出异常的行为会触发编译错误，因为在常量评估时间不允许抛出：

template <size_t TSize>
consteval size_t indexOf(SomeEnum someEnum,
                         const std::array<SomeEnum, TSize> &arr) {
  for (size_t i = 0; i < TSize; ++i) {
    if (arr[i] == someEnum) {
      return i;
    }
  }

  throw "failed to find someEnum";
}

如果你想更明确，你可以只拥有一个没有定义的非constexpr 函数：

void trigger_consteval_failure(char const*);

template <size_t TSize>
consteval size_t indexOf(SomeEnum someEnum,
                         const std::array<SomeEnum, TSize> &arr) {
  for (size_t i = 0; i < TSize; ++i) {
    if (arr[i] == someEnum) {
      return i;
    }
  }

  trigger_consteval_failure("failed to find someEnum");
}

在这两种情况下，如果您要在数组中查找的值，则调用此函数是一个有效的常量表达式。但是，如果 not 找到索引，那么我们最终会做一些现在在常量表达式中允许的事情，并且无论如何这都是一个硬编译错误。

如果我们能在这种情况下产生更好的堆栈跟踪，那就太好了，但我认为实际上没有办法做到这一点。

【讨论】：

gcc 拒绝了 throw :( Demo
@Jarod42 这是他们在10.3中修复的错误

【解决方案2】：

您可以简单地省略return

template <size_t TSize>
consteval size_t indexOf(SomeEnum someEnum,
                         const std::array<SomeEnum, TSize> &arr) {
  for (size_t i = 0; i < TSize; ++i) {
    if (arr[i] == someEnum) {
      return i;
    }
  }
}

Demo（clang 会警告该方法）。

编译器会拒绝到达该路径的代码。

Demo

throw 异常看起来更干净：

template <size_t TSize>
consteval size_t indexOf(SomeEnum someEnum,
                         const std::array<SomeEnum, TSize> &arr) {
  for (size_t i = 0; i < TSize; ++i) {
    if (arr[i] == someEnum) {
      return i;
    }
  }
  throw 42; // or more meaningful exception
}

Demo

【讨论】：

我会在那里发表评论，让人们知道它是内涵的，或者只是 throw 一个值。
@NicolBolas：我会使用 throw，直到我看到 gcc 拒绝它 Demo。
那么 GCC 没有正确遵循 C++20。

【解决方案3】：

您应该避免使用索引，而是使用std::find，现在是constexpr。如果你想要一个索引，你可以使用数组的begining 中的指针算术减法来计算索引。

但是，如果您不能这样做，则只需返回TSize；它应该像结束迭代器一样。

【讨论】：

它（几乎）总是最好回答这个问题，因为问题中附加的代码通常只是问题的一个例子，也是传达解决方案的一种方式。