为什么这不是一个固定的表达方式呢？

Question

在这个简单的例子中，即使test2成功了，test1也无法编译，我不明白为什么会这样。如果arr[i]适合于从标记为constexpr的函数返回值，那么为什么不能将其用作非类型模板参数？

template<char c>
struct t
{ 
    static const char value = c;
};

template <unsigned N>
constexpr char test1(const char (&arr)[N], unsigned i)
{
    return arr[i];
}

template <unsigned N>
constexpr char test2(const char (&arr)[N], unsigned i)
{
    return t<arr[i]>::value;
}

int main()
{
   char a = test1("Test", 0); //Compiles OK
   char b = test2("Test", 0); //error: non-type template argument 
                              //is not a constant expression
}

编辑:这没有什么区别：

template<char c>
struct t
{ 
    static const char value = c;
};

template <unsigned N>
constexpr char test1(const char (&arr)[N])
{
    return arr[0];
}

template <unsigned N>
constexpr char test2(const char (&arr)[N])
{
    return t<arr[0]>::value;
}

int main()
{
   char a = test1("Test"); //Compiles OK
   char b = test2("Test"); //error: non-type template argument 
                           //is not a constant expression
}

Answer 1

简单回答:在constexpr中没有C++11/14函数参数。

更长的答案:在test1()中，如果i不是编译时常量，则该函数在运行时仍然可用。但是在test2()中，编译器不知道i是否是编译时常量，但它是函数编译所必需的。

例如，test1的以下代码将编译

int i = 0;    
char a = test1("Test", i); // OK, runtime invocation of test1()

constexpr int i = 0;
constexpr char a = test1("Test", i); // also OK, compile time invocation of test1()

让我们简单地让您的test2()

constexpr char test3(unsigned i)
{
    return t<i>::value;
}

这不会为unconditional编译test3(0)，因为在test3()内部，无法证明i是一个编译时表达式。您需要constexpr函数参数才能表达这一点。

引用标准

5.19常数表达式expr.const

2条件表达式e是核心常量表达式，除非e的计算遵循抽象机器(1.9)的规则计算下列表达式之一： -一个id-表达式，它引用引用类型的变量或数据成员，除非引用具有前面的初始化，并且 -它由常量表达式初始化，或 -它是一个对象的非静态数据成员，其寿命在e的评估范围内开始；

本节有与您的问题相应的以下代码示例：

constexpr int f1(int k) {
    constexpr int x = k; // error: x is not initialized by a
                         // constant expression because lifetime of k
                         // began outside the initializer of x
    return x;
}

因为上面的示例中的x不是一个常量表达式，这意味着您不能在f1中使用x或k实例化模板。

Answer 2

对于constexpr在这里所做的事情，有一种误解。它指出，函数必须在编译时对合适的参数进行评估，但在一般情况下，它不会删除仍然需要编译的要求。

让我们来看第一个版本：

template <unsigned N>
constexpr char test1(const char (&arr)[N], unsigned i) {
    return arr[i];
}

现在，这显然是一个编译时评估：

enum { CompileTimeConstant = test1("Test", 0) };

您的例子可能是这样，但这是一个优化器/QoI问题：

char MayBeCompileTimeConstant = test1("Test", 0);

这个例子显然不是，但仍然要求是可评估的。

char arr[10];
int i;
std::cin >> i;
std::cin >> arr;
char b = test1(arr, i);
std::cout << "'" << arr << "'[" << i << "] = " << b << '\n';

因为test2不可能在最后一种情况下编译，所以它根本无法编译。(请注意，我并不是说代码是好的)。

Answer 3

这里的问题是调用arr[i]会调用下标操作符operator[]。这个运算符不返回一个常量表达式.

实际上，这不是constexpr的问题，而是模板参数推导的问题。非类型模板参数必须是下标运算符返回参数不是的常量表达式。

因此，编译器理所当然地抱怨arr[i]不是一个常量表达式。