使用constexpr函数的结果作为模板参数(clang vs gcc)

Question

请看下面的代码,抱歉有点冗长,但我尽力用最小的例子重现问题(还有它的实时副本).在那里我基本上有一个返回字符串文字大小的元函数,以及包装它的constexpr函数.然后当我在模板参数中调用这些函数时,gcc(5.4,6.2)对它很满意,但是在测试体中,clang(3.8,3.9)barfs与"非类型模板参数不是常量表达式" strsize(s).如果我用str_size<S>两个编译器替换都很高兴.所以问题是:

1. 这是clang或我的代码有问题吗？

2. 使用constexpr函数在clang和gcc上编译它的方法是什么？

   template<size_t N> using string_literal_t = char[N];
   
   template<class T> struct StrSize; ///< metafunction to get the size of string literal alikes 
   
   /// specialize StrSize for string literals
   template<size_t N>
   struct StrSize <string_literal_t<N>>{ static constexpr size_t value = N-1; };
   
   /// template variable, just for convenience
   template <class T>
   constexpr size_t str_size = StrSize<T>::value;
   
   /// now do the same but with constexpr function
   template<class T>
   constexpr auto strsize(const T&) noexcept-> decltype(str_size<T>) {
      return str_size<T>;
   }
   
   template<class S, size_t... Is>
   constexpr auto test_helper(const S& s, index_sequence<Is...>) noexcept-> array<char, str_size<S>> {
      return {s[Is]...};
   }
   
   template<class S>
   constexpr auto test(const S& s) noexcept-> decltype(auto) {
   // return test_helper(s, make_index_sequence<str_size<S>>{}); // this work in both clang and gcc
      return test_helper(s, make_index_sequence<strsize(s)>{});  // this works only in gcc
   }
   
   auto main(int argc, char *argv[])-> int {
      static_assert(strsize("qwe") == 3, "");
      static_assert(noexcept(test("qwe")) == true, "");
   
      return 0;
   }
   

Answer 1

Clang在这里是正确的。问题出在代码和 GCC 中，它错误地接受了它。这已在 GCC 10 中修复：https ://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=66477

根据标准expr.const#5.12：

表达式 E 是核心常量表达式，除非对 E 的求值遵循抽象机的规则，将求值下列之一： ... 引用引用类型的变量或数据成员的 id 表达式，除非引用有一个预先的初始化并且

• 它可用于常量表达式或
• 它的生命周期从E的评估开始；这里编译器无法验证 中引用的有效性test(const S& s)。

实际上，这里有一篇不错的文章可供阅读：https://brevzin.github.io/c++/2020/02/05/constexpr-array-size/

至于你的另一个问题：

使用 constexpr 函数使其在 clang 和 gcc 上编译的方法是什么？

您可以将引用替换为std::array按值传递：

#include <array>
using namespace std;

template<class T> struct StrSize;

template<size_t N>
struct StrSize <array<char,N>>{ static constexpr size_t value = N-1; };

template <class T>
constexpr size_t str_size = StrSize<T>::value;

template<class T>
constexpr auto strsize(const T&) noexcept-> decltype(str_size<T>) {
   return str_size<T>;
}

template<class S, size_t... Is>
constexpr auto test_helper(const S& s, index_sequence<Is...>) noexcept-> array<char, str_size<S>> {
   return {s[Is]...};
}

constexpr auto test(array<char,4> s) noexcept-> decltype(auto) {
   return test_helper(s, make_index_sequence<strsize(s)>{});
}

int main() {
   static_assert(noexcept(test({"qwe"})) == true, "");
}

演示： https: //gcc.godbolt.org/z/G8zof38b1