Question

在以下代码中（在本地和Wandbox上测试）：

#include <iostream>

enum Types
{
    A, B, C, D
};

void print(std::initializer_list<Types> types)
{
    for (auto type : types)
    {
        std::cout << type << std::endl;
    }
}

int main()
{
    constexpr auto const group1 = { A, D };
    print(group1);
    return 0;
}

MSVC 15.8.5无法编译为：

error C2131: expression did not evaluate to a constant
note: failure was caused by a read of a variable outside its lifetime
note: see usage of '$S1'

（均指包含constexpr的行）

Clang 8（HEAD）报告：

error: constexpr variable 'group1' must be initialized by a constant expression
    constexpr auto const group1 = { A, D };
                         ^        ~~~~~~~~
note: pointer to subobject of temporary is not a constant expression
note: temporary created here
    constexpr auto const group1 = { A, D };
                                  ^

gcc 9（HEAD）报告：

In function 'int main()':
error: 'const std::initializer_list<const Types>{((const Types*)(&<anonymous>)), 2}' is not a constant expression
   18 |     constexpr auto const group1 = { A, D };
      |                                          ^
error: could not convert 'group1' from 'initializer_list<const Types>' to 'initializer_list<Types>'
   19 |     print(group1);
      |           ^~~~~~
      |           |
      |           initializer_list<const Types>

为什么？

首先，尽管它们显然实际上是众所周知的编译时常数值，但它们显然都认为enum-id是非常数。

其次，MSVC抱怨读取的生存期过长，但是group1的生存期及其值应在print中的整个使用中扩展。

第三，gcc有一个奇怪的const-vs-non-const抱怨，我无法理解，因为初始化程序列表始终是const。

最后，如果删除constexpr，除gcc以外的所有对象都会很高兴地编译并运行此代码，而不会出现任何问题。授予它在这种情况下不是不必要，但我看不出有什么充分的理由使其不起作用。

同时，只有当参数类型更改为std::initializer_list<const Types>时，gcc才会编译并运行代码-并且进行此更改会导致它无法在MSVC和clang中进行编译。

（有趣的是：参数类型更改的gcc 8确实成功编译并运行了包含constexpr的代码，其中gcc 9出错了。）

FWIW，将声明更改为此：

    constexpr auto const group1 = std::array<Types, 2>{ A, D };

可以在所有三个编译器上编译并运行。因此，initializer_list本身可能行为不当，而不是枚举值。但是语法更烦人。（使用合适的make_array实现有点烦人，但是我仍然不明白为什么原始的无效。）

    constexpr auto const group1 = std::array{ A, D };

由于C ++ 17模板归纳，因此也可以工作。尽管现在print不能接受initializer_list；它必须以通用的容器/迭代器概念为模板，这很不方便。

Answer 1

初始化std::initializer_list时，会发生以下情况：

[dcl.init.list] （强调我的意思）

5构造了一个std :: initializer_list类型的对象   从初始化程序列表中，就好像实现已生成并   实现了“ N const E的数组”类型的prvalue ，其中N是   初始化程序列表中的元素数。该数组的每个元素   使用初始化程序的相应元素进行复制初始化   列表，并且将std :: initializer_list对象构造为   引用该数组。 [注意：构造函数或转换函数   选择的副本应在以下情况下可访问   初始化列表。 — 尾注]如果需要缩小范围的转换   要初始化任何元素，程序格式不正确。   [示例：
struct X {
  X(std::initializer_list<double> v);
};
X x{ 1,2,3 };
初始化的方式大致等同于这个：
const double __a[3] = {double{1}, double{2}, double{3}};
X x(std::initializer_list<double>(__a, __a+3));
假设实现可以构造一个initializer_list 有一对指针的对象。 — 示例]

如何使用该临时数组初始化std::initializer_list是确定initializer_list是否用常量表达式初始化的原因。最终，根据示例（尽管是非规范的），该初始化将采用数组的地址或其第一个元素，这将产生指针类型的值。那不是有效的常量表达式。

[expr.const] （强调我的意思）

5 常量表达式是glvalue核心常量   表示一个实体的表达式，该实体是   常量表达式（如下定义）或prvalue核心常量   其值满足以下约束的表达式：


如果该值是类类型的对象，则每个引用类型的非静态数据成员都引用一个实体，该实体是   常数表达式，

如果该值是指针类型，则它包含具有静态存储持续时间的对象的地址，该地址超出该指针的末尾   对象（[expr.add]），函数的地址或空指针   值和

如果该值是类或数组类型的对象，则每个子对象都满足该值的这些约束。


一个实体是一个常量表达式的允许结果，如果它是一个   静态存储持续时间不是临时的对象   对象，或者是其值满足上述条件的临时对象   约束，或者它是一个函数。

但是，如果数组是静态对象，则该初始化程序将构成一个有效的常量表达式，可用于初始化constexpr对象。由于[dcl.init.list]/6对std::initializer_list的临时生存期有影响，因此当您declare group1 as a static object时，clang和gcc似乎也将数组分配为静态对象，这使得初始化的格式正确仅受std::initializer_list是否为文字类型以及所使用的构造函数为constexpr的约束。

最终，这一切都有些模糊。

Answer 2

看来std::initializer_list尚未（在C ++ 17中）满足literal type的要求（这是constexpr variable类型必须满足的要求）。

有关在C ++ 14中是否执行此操作的讨论在这篇文章中找到：Why isn't std::initializer_list defined as a literal type? 这本身就是讨论Is it legal to declare a constexpr initializer_list object?

的帖子的后续内容

我比较了C ++ 14相关文章（C ++ 14标准）和最终工作草案（C ++ 17标准）中提供的引用，它们是相同的。因此，没有明确要求std::initializer_list应该是文字类型。

C ++ 17（n4659）最终工作草案的引文：

[basic.types]/10.5

（10.5）一种可能具有cv资格的类类型（第12条），具有所有   以下属性：
  （10.5.1）-它有一个琐碎的析构函数，
  （10.5.2）-它是闭包类型（8.1.5.1），聚合类型（11.6.1），   或具有至少一个constexpr构造函数或构造函数模板   （可能是从基类继承（10.3.3）），而不是副本或   移动构造函数，
  （10.5.3）—如果它是一个联合，则其至少一个非静态数据成员为非易失性文字类型，并且
  （10.5.4）—如果不是联合，则其所有非静态数据成员和基础   类属于非易失性文字类型。

[initializer_list.syn]/1

类型为initializer_list的对象提供对const E类型的对象数组的访问。[注意：一对指针或一个指针加上一个长度显然是initializer_list的表示形式。 initializer_list用于实现11.6.4中指定的初始化程序列表。复制初始化程序列表不会复制基础元素。 —尾注]

这就是为什么声明constexpr initializer_list对象不合法的原因。

为什么枚举值的initializer_list不被视为常量表达式？

2 个答案: