Question

计算常量表达式以初始化constexpr时，可能会抛出异常。例如，这里是一个示例，其中常量表达式的计算被防止溢出：

#include <iostream>
#include <stdexcept>

constexpr int g(int n, int n0, int n1) {
    return n == 0? n1: g(n - 1, n1, n0 + n1);
}

constexpr int f(int n) {
    return n < 42? g(n, 0, 1): throw std::out_of_range("too big");
}

int main()
{
    try {
        constexpr int f41 = f(41); // OK: constexpr
        int           f43 = f(43); // OK: throws an exception
        constexpr int f42 = f(42); // not OK but what happens?
    }
    catch (std::exception const& ex) {
        std::cout << "ERROR: " << ex.what() << "\n";
    }
}

第一次调用f()只是表明可以计算constexpr。对f()的第二次调用不用于初始化constexpr并抛出运行时异常。对f()的第三次调用用于初始化constexpr，但由于抛出异常，因此无法达到该点。但是，在这种情况下会发生什么？我希望catch - 子句中的处理程序已执行，但gcc和clang都会产生编译时错误。

Answer 1

constexpr变量的初始化必须是常量表达式（C ++11§7.1.5/ 9）：

对象声明中使用的constexpr说明符将对象声明为const。这样的对象应具有文字类型并应初始化。如果它是由构造函数调用初始化的，[...]。否则，或者如果在引用声明中使用constexpr说明符，则其初始值设定项中出现的每个完整表达式都应为常量表达式。

请注意常量表达式的以下要求（§5.19/ 2）：

条件表达式是一个核心常量表达式，除非它涉及下列其中一个作为潜在评估的子表达式，但子条件表达式为条件运算不评估不被视为



[...]



调用带有参数的constexpr函数，当被函数调用替换（7.1.5）替换时，不生成常量表达式;



[...]



throw-expression （15.1）。

constexpr函数的函数调用替换定义如下（第7.1.5 / 5节）：

函数调用替换用于调用constexpr函数[...]意味着将每个参数隐式转换为相应的参数类型，就像通过复制初始化一样，替换该转换后的表达式对于 function-body 中每个对应参数的使用，以及[...]将生成的返回表达式或 braced-init-list 隐式转换为返回类型该功能就像通过复制初始化一样。这种替代不会改变其含义。

如上所述（§5.19/ 2），未考虑未评估的条件操作的子表达式。 f(42)不是常量表达式，因为当您在f上执行函数调用替换时，它会导致在计算的条件运算一侧使用throw表达式的表达式。另一方面，对于f(41)，throw最终会在未评估的一侧。

因此该计划形成不良。是否实际达到初始化并不重要，因为程序不应该编译。

在计算constexpr时抛出异常会发生什么？

1 个答案: