Question

我想出了这堂课：

class Point
{
public:
    int X, Y;
    mutable int Z;

    constexpr Point(int x, int y) :X (x), Y(y), Z(0)
    { }

    constexpr int GetX() const
    {
        // Z++; // Wont compile, but following expression is valid!
        return X+Z;
    }

    int GetY() const
    {
        Z++;
        return Y;
    }

    void FoolConst() const
    {
        Z++;
    }
};

这是用法：

template<int S>
void foo()
{
    std::cout << S << std::endl;
}

int main()
{   
    constexpr Point pt(10, 20);

    pt.FoolConst();

    char arr[pt.GetX()]; // Both compile, but GCC is using extended `new`

    foo<pt.GetX()>(); // GCC fails, VC compiles

    std::cout << sizeof(arr); // 10 (MSVC), 11 (GCC)
    std::cout << pt.GetX();  // 11 (MSVC), 11(GCC)
}

问题：

为什么GetX与X+Z编译良好作为返回表达式（Z不是constexpr）。
如何从FoolConst对象（GetY）中调用constexpr和pt方法？
GetX中main的行为在编译器中有所不同。 MSVC使用int作为模板参数进行编译，而GCC（IdeOne）不会编译它。

对于一个编译器constexpr GetX是真正的constexpr，但对于其他编译器，如果涉及X+Z则不是。如果我删除+Z，只需return X GCC就可以了。

我的问题非常基础：如果对象是constexpr，它怎么能调用非constexpr方法？

Answer 1

常量表达式无法访问可变子对象。这是在 [expr.const] / 2：

中

条件表达式e是一个核心常量表达式，除非e的评估遵循规则   抽象机器（1.9），将评估以下表达式之一：[...]


左值 - 右值转换（4.1），除非它适用于[...]

一个非易失性glvalue，它引用用constexpr定义的非易失性对象，或者引用   到这样一个对象的不可变的子对象[...]

因此GetX不能在常量表达式中使用，例如作为模板参数foo<pt.GetX()>()。

回答您的具体问题：

为什么GetX使用X + Y作为返回表达式编译得很好（Z不是constexpr）。

当定义时，编译器不需要检查constexpr函数（包括成员函数）是否完全有效，只有在使用时才需要。它必须检查一些内容，例如不使用goto [dcl.constexpr] / 3，但它不必检查定义访问哪些对象。这是因为constexpr函数是否可以在常量表达式中使用可以取决于其参数的值。

事实上，由于GetX无条件访问Z，因此您的程序严格按照 [dcl.constexpr] / 5进行了未定义的行为：

对于非模板，非默认的constexpr函数或非模板，非默认的，非继承的 constexpr构造函数，如果不存在参数值，则调用函数或构造函数可能是核心常量表达式的评估子表达式（5.19），该程序是不正确的;没有需要诊断。

＆＃34;第III形成的;无需诊断＆＃34;另一种说法是你的程序行为未定义。

如何从constexpr对象（pt）中调用FoolConst和GetY方法？

那绝对没问题;从该对象的非constexpr成员函数的角度来看，声明为const的对象只是一个constexpr对象。

GetX在main中的行为在编译器中是不同的。 MSVC使用int作为模板参数进行编译，而GCC（IdeOne）不会编译它。

不幸的是，两个编译器都是正确的;您的程序在GetX的定义中有未定义的行为，因此编译器没有单一的正确行为。

Answer 2

海湾合作委员会就在这里。 C ++ 14标准 [basic.type.qualifier] ：

- const对象是const T类型的对象或这种对象的非可变子对象。

因此，在你的例子中，Z是非常量的，因此不能用于常量表达式，就像GCC所说：

error: mutable 'Point::Z' is not usable in a constant expression

Answer 3

数目：

为什么GetX与X+Y汇编得很好，因为返回表达式（Z不是constexpr）。

因为在用constexpr声明后整个对象是常量。对象的约束总是由所有成员派生，除非声明成员mutable。

如何从FoolConst对象（GetY）中调用constexpr和pt方法？ main中GetX的行为在编译器中是不同的。 MSVC使用int作为模板参数进行编译，而GCC（IdeOne）不会编译它。

使用gcc 4.8.3对我有用。一切都很好，只要你不在Z使用GetX()，因为使用mutable字段会破坏constexpr（OTOH gcc的行为有点有点误导，因为它应该在GetX()的定义中报告错误：要么必须定义它，要么不能constexpr，或者在定义时它不能使用可变字段或变量定义在课外）。
如果你有一个编译器编译精细传递GetX()的结果作为模板参数，它引用一个mutable字段，它肯定会破坏标准，这种行为实际上是未定义的，因为它应该产生无论Z的运行时值发生了什么，都会产生相同的结果（因为它在编译时已经解决了。

constexpr对象与可变成员

3 个答案: