如果在编译时未知表达式，则通过静态断言

Question

我想实现my_static_assert与c ++ 17单参数稍有不同的方法static_assert：如果在编译时my_static_assert 不知道里面的条件，则应该通过。

my_static_assert以下示例中的第二个应该通过，但是如果我使用static_assert它将会失败。

#include <iostream>

int x, y;
constexpr int f1() { return 0; }
constexpr int f2() { return 0; }
int f3() { return x; }
int f4() { return y; }
constexpr int sum(int a, int b) { return a + b; }

int main() {
    std::cin >> x >> y;

    // it should fail 
    my_static_assert(sum(sum(f1(), f2()), sum(f1(), f1())) != 0);

    // it should pass
    my_static_assert(sum(sum(f1(), f2()), sum(f4(), sum(f3(), f1()))) != 0);
}

如果您想知道为什么会出现此问题：

我正在使用叶函数f1，f2，f3，f4和表达式节点上的运算来构建表达式：sum，mul，div，sub。在编译时已知的叶子包含始终为0的值。

我正在尝试检查我的表达式是否包含至少一个在编译时未知的元素。

Answer 1

如果您愿意使用具有GNU扩展名的编译器，则可以。所以要当心。

它需要两个重载和一个辅助宏：

template<std::size_t N>
constexpr void assert_helpr(int(&)[N]) = delete;

void assert_helpr(...) {}

#define my_static_assert(...) do {               \
    __extension__ int _tmp [(__VA_ARGS__) + 1];  \
    assert_helpr(_tmp);                          \
} while(0)

其工作方式如下：

1. 宏抓取您的令牌汤，并将其视为一个整数表达式。+1是为了避免病理性零病例。
2. 如果表达式是一个常量表达式，我们将得到一个标准数组。否则，我们将获得VLA。
3. 现在我们调用两个重载函数之一。重载解析将始终最后选择ac var-arg函数。如果我们得到的是常规数组，则选择第一个删除的重载，并且断言失败。
4. 如果获得了VLA，则选择第二个重载，并且断言通过。

我还没有对它进行彻底的测试，但是它似乎在Clang和GCC上都可以使用。现场观看。

@Artyer很友善地分享了基于此方法的Godbolt解决方案。

这是该代码对这个问题的简化：

template<std::size_t N>
constexpr std::false_type assert_helpr(int(&)[N]);
constexpr std::true_type  assert_helpr(...);

#define my_static_assert(...) do {                               \
    __extension__ int _tmp[(__VA_ARGS__) + 1];                   \
    static_assert(decltype(assert_helpr(_tmp)){}, #__VA_ARGS__); \
} while(0)

重载的用法相同，除了这次我们从通过调用获取实际的结果类型decltype，然后继续从中创建一个真正的编译时布尔常量。

这允许直接使用static_assert，作为一个不错的功能，我们可以将其传递给字符串化的令牌汤，以指示失败的表达式错误。