Question

以下C ++ 11程序：

int x = 42;

void f()
{
        int y = 43;

        static_assert(&x < &y, "foo");
}

int main()
{
        f();
}

不能使用gcc 4.7进行编译，因为它抱怨：

error: ‘&y’ is not a constant expression

这符合我的直觉。 y的地址可能会随着f的每次调用而发生变化，因此在翻译过程中无法进行计算。

然而，5.19 [expr.const]中没有一个要点可以阻止它成为一个常量表达式。

我看到的唯一两个竞争者是：

左值到右值的转换...

但除非我弄错了（？），否则程序中没有左值到右值的转换。

和

id-expression引用变量[snip]，除非：


使用常量表达式初始化

y是 - 用常量表达式43初始化。

这是标准中的错误，还是我错过了什么？

更新

这让人感到困惑，但我认为我处于最重要的位置，所以让我展示一个可以展示正在发生的事情的例子：

int x = 42;

void f()
{
        int y = 43;

        // address constant expressions:    
        constexpr int* px = &x; // OK
        constexpr int* py = &y; // ERROR: pointer context for local variable

        // boolean constant expressions:
        constexpr bool bx = &x; // OK
        constexpr bool by = &y; // OK

        // comparison constant expressions:
        constexpr bool eq = (&x == &y); // OK
        constexpr bool lt = (&x < &y); // ERROR: undefined behaviour disqualifies 
                                                 a constant expression
}

int main()
{
        f();
}

首先区分核心常数表达式（5.19p2）和常量表达式（5.19p4）。常量表达式的特定子表达式只需要是核心常量表达式，而不是常量表达式。也就是说，作为常量表达式是完整表达式的属性，而不是子表达式。它还需要查看使用完整表达式的上下文。

因此，事实证明gcc错误具有误导性。首先，&y在某些情况下可能是一个常量表达式。其次，&x < &y不是常量表达式的原因是因为不相关指针的比较，而不是子表达式&y的比较。

Answer 1

让我们尝试使用n3485确定 static_assert-declaration 中表达式必须逐步完成的要求。

[dcl.dcl] / 1

static_assert声明：
static_assert ( 常数表达式 , 字串文本 ) ;

[dcl.dcl / 4

在 static_assert-declaration 中，常量表达式应该是一个常量表达式，可以在上下文中转换为bool。

[expr.const / 4

文字常量表达式，引用常量表达式和地址常量表达式统称为常量表达式。

那么&x < &y是什么类型的常量表达式？它是不 地址常量表达式：

[expr.const / 4

地址常量表达式是类型std::nullptr_t或指针类型[...]的prvalue核心常量表达式（在上下文要求的转换之后）。

根据[expr.rel] / 1，&x < &y的类型为bool。

它也不是引用常量表达式，因此它必须是文字常量表达式，（如果有）。

文字常量表达式是文字类型[...]
的prvalue核心常量表达式

因此，&x < &y必须满足核心常量表达式的要求。

评论中的pointed out by TemplateRex和hvd，在这种特殊情况下，&x < &y无法满足核心常量表达式的要求：

[expr.const] / 2

[核心常量表达式不得包含]关系或相等运算符，其中结果未指定;

[expr.rel] / 2

如果同一类型的两个指针p和q指向不是同一对象的成员或同一数组的元素或不同函数的不同对象，或者只指向其中一个为空，p<q，p>q，p<=q和p>=q的结果未指定。

然而，对于像

这样的例子

int arr[2] = {1, 2};
static_assert(&a[0] < &a[1], "");

表达式a < a+1也符合此要求。

Answer 2

是的，你错过了这样一个事实：虽然y本身是用常量表达式初始化的，但不与&y相同。

y的地址可能会有很大差异，具体取决于您的调用堆栈历史记录。

C++11 5.19 Constant expressions的第3段陈述了运算符地址可被视为常量表达式的条件（允许第2段中详述的核心常量表达式变为“真实”常量表达式）：

...地址常量表达式是指针类型的prvalue核心常量表达式，其值为具有静态存储持续时间的对象的地址到函数的地址，< / strong>或空指针值或类型为std :: nullptr_t的 prvalue核心常量表达式。统称为文字常量表达式，引用常量表达式和地址常量表达式称为常量表达式。

由于&y不是那些东西，因此它不被视为常量表达式。

Answer 3

取一些东西的地址不是罪魁祸首，而是使用operator<对不相关的物体进行指针比较。

指针上的关系运算符仅指定指向同一类或数组内对象的指针（5.9关系运算符[expr.rel]，第3点和第4点。）未指定指向不相关对象的指针的关系比较

比较相等的地址而非订购的地址确实有效：

int x = 42; void f() { int y = 43; static_assert(&x != &y, "foo"); ^^ <--- "<" on unrelated objects is unspecified } int main() { f(); }

Live example

只是为了表明这与const表达式本身无关，

void f() { int y[2] = { 42, 43 }; static_assert(&y[0] < &y[1], "foo"); ^ <--- "<" on objects within an array is specified } int main() { f(); }

另一个live example。

Answer 4

抱歉，我同意之前的回答可能是对这些项目的错误阅读。相反，实际相关条款是5.19 [expr.const]第3段，其中包括（突出显示）：

文字常量表达式是文字类型的prvalue核心常量表达式，但不是指针类型。一个 integral constant expression是整数或未整数枚举类型的文字常量表达式。 [ 注意：这些表达式可以用作数组边界（8.3.4,5.3.4），作为位字段长度（9.6），作为枚举器初始化器如果底层类型不固定（7.2），则为空指针常量（4.10），并作为对齐（7.6.2）。 -结束注意] T类型的转换常量表达式是文字常量表达式，隐式转换为T类型，其中隐式转换（如果有）在文字常量表达式和隐式转换中是允许的序列仅包含用户定义的转换，左值到右值转换（4.1），整数促销（4.5），和整数转换（4.7），而不是缩小转换（8.5.4）。 [注意：可以使用这样的表达方式作为case表达式（6.4.2），作为枚举器初始值设定项，如果基础类型是固定的（7.2），并作为整数或枚举非类型模板参数（14.3）。 -end note]引用常量表达式是左值核心常量表达式，用于指定具有静态存储持续时间或函数的对象。 一个地址常量表达式是指针类型的prvalue核心常量表达式，其值为的地址具有静态存储持续时间的对象，函数的地址，空指针值或prvalue核心 std :: nullptr_t类型的常量表达式。 统称为文字常量表达式，引用常量表达式和地址常量表达式称为常量表达式。

核心常量表达式不是直接表达式，在第三段中还有其他条件。

Answer 5

5.19p2没有定义常量表达式，它定义了核心常量表达式。

核心常量表达式只有符合5.19p3中的规则之一才会成为常量表达式。在那里，jrok已经指出了相关部分：

地址常量表达式是指针类型的prvalue核心常量表达式，它计算具有静态存储持续时间的对象的地址，函数的地址或空指针值，或者std::nullptr_t类型的prvalue核心常量表达式。

您的核心常量表达式&y不会评估其中任何一个，因此它不是地址常量表达式，因此不是常量表达式。 < / p>

Answer 6

在C ++ pre-C ++ 11中：

其他表达式[比整数常量表达式]是   仅仅为了达到目的而考虑了恒定表达   非局部静态对象初始化（3.6.2）。这样   常量表达式应评估为以下之一：

[...]

- 地址常量表达式

[...]

地址常量表达式是指向左值的指针   指定静态存储持续时间的对象，字符串   文字（2.13.4）或函数。

由于y没有静态存储持续时间，&y不会是一个不变的表达。

C ++ 11似乎改变了这一点;我怀疑这是一个但是，过度。（C ++ pre-C ++ 11列出了那些东西常数表达式。 C ++ 11列出了没有的东西。它人们很容易被遗忘。）

无论如何：你的比较在标准中是不可用的 C ++;比较两个不指向的地址的结果进入同一个对象是未指定的。（另一方面，我有偶尔在机器相关代码中使用类似的东西。不是静态的，而是在PC或Solaris上的Linux平台上，可以确定指针是否指向对象具有静态生命周期，自动变量或动态用这种技巧分配内存。）

编辑：

paxdiablo的回答引用了我没有找到的段落我读C ++ 11; C ++ 11遵循与C ++ pre-11相同的规则在这方面，并为了成为一个恒定的地址表达式，地址必须是具有静态的对象的地址生命周期（或函数或空指针）。

在C ++ 11中将局部变量的地址作为常量表达式吗？

6 个答案:

编辑：