＆＃34;如果是constexpr＆＃34;在C ++ 17中，在非模板化函数中不起作用

时间：2018-04-26 20:38:21

标签： c++ c++17 if-constexpr

我尝试使用C ++ 17标准。我试图使用C ++ 17 if constexpr的一个功能。我有一个问题...请看下面的代码。这编译没有错误。在下面的代码中，我尝试使用if constexpr来检查它是否是指针。 

#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename T>
void print(T value)
{
  if constexpr (std::is_pointer_v<decltype(value)>)
    std::cout << "Ptr to " << *value << std::endl; // Ok
  else
    std::cout << "Ref to " << value << std::endl;
}

int main()
{
  auto n = 1000;
  print(n);
  print(&n);
}

但是当我重写上面的代码时，如下所示if constexpr函数中的main：

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main()
{
  auto value = 100;
  if constexpr (std::is_pointer_v<decltype(value)>)
    std::cout << "Ptr to " << *value << std::endl; // Error
  else
    std::cout << "Ref to " << value << std::endl;
}

我收到编译错误：

main.cpp:8:32: error: invalid type argument of unary ‘*’ (have ‘int’) 
std::cout << "Ptr to " << *value << std::endl;

问题不在主要功能中。这可以是类似于以下的任何功能。

void print()
{
  auto value = 100;
  if constexpr (std::is_pointer_v<decltype(value)>)
    std::cout << "Ptr to " << *value << std::endl; // Error
  else
    std::cout << "Ref to " << value << std::endl;
}

int main()
{
  print();
}

我想知道为什么if constexpr仅适用于模板函数，即使类型是由输入参数中的decltype推导出来的。

4 个答案:

答案 0 :(得分：22)

  

我想知道为什么＆＃34; if constexpr＆＃34;仅适用于模板函数，即使类型是由输入参数中的decltype推导出来的。

这是设计的。

if constexpr将实例化未在模板中使用的分支。它不会仅仅将分支视为令牌汤，而是避免解析它或完全执行语义分析。双方仍将被分析，并且由于*value int的格式不正确，这是一个错误。

您无法使用if constexpr来避免编译非模板代码。它只是为了避免实例化可能对特定专业无效的模板代码。

答案 1 :(得分：8)

C ++标准，第9.4.1节：

  

如果if语句的格式为constexpr，则条件的值应为bool（8.6）类型的上下文转换常量表达式;此表单称为constexpr if语句。如果转换的值   condition为false，第一个子语句是废弃语句，否则第二个子语句（如果存在）是废弃语句。 在封闭模板化实体（第17条）的实例化期间，如果条件在实例化后不依赖于值，则不会实例化丢弃的子语句（如果有）。

（强调我的）

因此，constexpr if的子语句如果不在模板中，仍然会被实例化，因此它必须至少编译。

答案 2 :(得分：3)

在模板之外，完全检查了丢弃的语句。如果constexpr不能替代#if预处理指令。

here image

答案 3 :(得分：1)

<块引用>

我想知道为什么 if constexpr 只在模板函数中有效，即使类型是由输入参数的 decltype 推导出来的。

问题是，它也适用于非模板，只是不像您期望的那样。

要使 if constexpr 像您所说的那样工作，您不仅需要一个模板，还需要包含的表达式依赖于模板参数。

让我们逐步了解为什么在 C++ 中采用这种方式，以及其含义是什么。

让我们从简单的开始。下面的代码可以编译吗？

void func_a() {
    nonexistant();
}

我想我们都会同意它不会编译，我们正在尝试使用尚未声明的函数。

让我们添加一层。

下面的代码可以编译吗？

template<typename T>
void func_b() {
    nonexistant();
}

使用正确的编译器，将无法编译。

但这是为什么呢？您可能会争辩说这段代码从未真正编译过，因为模板从未被实例化。

标准定义了他们称之为两阶段名称查找的东西。这就是即使模板没有被实例化，编译器也必须执行名称查找和任何不依赖于模板参数的东西。

这是有道理的。如果表达式 nonexistant() 不依赖于 T，为什么它的含义会随着 T 而改变？因此，这个表达式在编译器眼中与 func_a 中的相同。

现在，输入 if constexpr。

为了使这种结构与语言的其余部分正常工作，if constexpr 被定义为实例化的分支。因此，我们可以使一些代码非实例化，即使在非模板中！

extern int a;

void helper_1(int*);

void func_c() {
    if constexpr (false) {
        helper_1(&a);
    }
}

答案是 helper_1 和 a 没有使用 ODR。我们可以不定义 helper_1 和 a，这样就不会出现链接器错误。

更好的是，编译器不会实例化位于 if constexpr 的丢弃分支中的模板：

template<typename T>
void helper_2() {
    T::nonexistant();
}

void func_d() {
    if constexpr (false) {
        helper_2<int>();
    }
}

此代码无法使用普通的 if 进行编译。

如您所见，if constexpr 的丢弃分支就像尚未实例化的模板一样工作，即使在非模板代码中也是如此。

现在让我们把它混合起来：

template<typename T>
void func_b_2() {
    if constexpr (false) {
        nonexistant();
    }
}

这就像我们一开始的模板函数。我们说过即使模板没有被实例化，代码也是无效的，因为无效的表达式不依赖于T。我们还说过if constexpr 是实例化过程中的一个分支。错误发生在之前实例化。这段代码也不会编译。

所以最后，这段代码也不会编译：

void func_e() {
    if constexpr (false) {
        nonexistant();
    }
}

即使 if constexpr 的内容没有被实例化，但由于完成了第一个名称查找步骤，并且在实例化过程之前发生了错误。只是在这种情况下，没有实例化，但此时无所谓。

那么 if constexpr 的用途是什么？为什么它似乎只适用于模板？

问题是，它在模板中的工作方式并没有什么不同。正如我们在 func_b_2 中看到的那样，错误仍然发生。

但是，这种情况会奏效：

template<typename T>
void helper_3() {
    if constexpr (false) {
        T::nonexistant();
    }
}

void func_f() {
    helper_3<int>();
}

表达式 int::nonexistant() 无效，但代码可以编译。这是因为 T::nonexistant() 是一个依赖于 T 的表达式，名称查找在第二阶段完成。名称查找的第二阶段在模板实例化期间完成。包含 if constexpr 的 T::nonexistant() 分支总是被丢弃的部分，因此名称查找的第二阶段永远不会完成。

你去吧。 if constexpr 不是关于不编译代码的一部分。就像模板一样，它们被编译并完成任何可以进行名称查找的表达式。 if constexpr 是关于控制实例化，即使在非模板函数中也是如此。适用于模板的所有规则也适用于 if constexpr 的所有分支。两阶段名称查找仍然适用，并允许程序员不实例化代码的某些部分否则如果实例化则无法编译。

因此，如果代码无法在未实例化的模板中编译，则不会在未实例化的 if constexpr 分支中编译。

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