约束函数会允许模板参数取决于函数参数吗？

Question

在C ++ 17中，此代码是非法的：

constexpr int foo(int i) {
    return std::integral_constant<int, i>::value;
}

这是因为即使foo可以在编译时进行评估，编译器仍然需要产生指令以在运行时执行它，从而使模板实例化成为不可能。

在C ++ 20中，我们将具有consteval需要在编译时评估的函数，因此应删除运行时约束。这是否意味着该代码将是合法的？

consteval int foo(int i) {
    return std::integral_constant<int, i>::value;
}

Answer 1

没有。

无论改变纸将需要，这是很少在这一点上，它不能改变的事实，一个非模板函数定义只输入一次。此外，如果您提出的代码合法，那么我们大概可以找到一种方法来声明一个type变量std::integral_constant<int, i>，这对于ODR而言是非常禁止的。

本文还指出，在其示例之一中，不打算将参数视为核心常量表达式。

consteval int sqrsqr(int n) {
  return sqr(sqr(n)); // Not a constant-expression at this  point,
}                     // but that's okay.

简而言之，由于可能存在键入差异，因此函数参数永远不会是常量表达式。

Answer 2

这是否意味着该代码将是合法的？
consteval int foo(int i) {
    return std::integral_constant<int, i>::value;
}
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否。这仍然是错误的形式。尽管consteval要求调用本身是一个常量表达式，所以您知道生成的参数i必须是一个常量表达式，但foo它本身仍不是模板。模板？

您的示例中的一些细微变化可能会使其更加明显：

consteval auto foo(int i) {
    return std::integral_constant<int, i>();
}

这是有效的，foo(1)并且foo(2)将返回不同的类型。这是一种完全不同的语言功能（constexpr函数参数）-因为要使其正常工作，此类功能实际上就需要像模板一样工作。

似乎有点不直观。毕竟，如果产生的参数i是一个常量表达式，那么当然也i应该可用吗？但这还不是-[expr.const]中没有其他允许立即函数使用参数的异常。即时函数仍然只是一个函数，其参数仍然不是常量表达式-就像普通constexpr函数的参数不是常量表达式一样。

当然有了int，我们可以重写函数以将函数参数提升为模板参数：

template <int i>
consteval int foo() {
    return std::integral_constant<int, i>::value;
}

C ++ 20将类类型作为非类型模板参数提供给我们，因此我们实际上可以比以前拥有更多类型。但是，仍有许多类型可以用作无法用作模板参数的立即函数的参数-因此，这种类型并不总是有效的（例如，std::optional或者在C ++ 20中更令人兴奋std::string）。

Answer 3

在C ++ 20中，这似乎不合法。@Barry和@Columbo的答案已经很好地解释了为什么这会给支持带来问题（它实际上不适用于类型系统）。我将在此处添加我认为是该标准中相关引用的内容，这些内容实际上使此操作非法。

甲模板参数的用于非类型模板参数应是一个转换后的常量表达式[...]

转换后的常数表达式是隐式转换为特定类型[expr.const] / 7（此处为模板参数的类型）的常数表达式。因此，您的问题可以归结为约束函数中的变量是否为常量表达式的问题。基于[expr.const] / 8

常量表达式可以是glvalue核心常量表达式，指的是作为常量表达式允许的结果（定义如下）的实体，也可以是prvalue核心常量表达式，其值满足以下约束：[…]

该表达式i是glvalue id-expression，它是一个核心常量表达式（因为它的求值没有执行[expr.const] / 4中列出的任何事情）。但是，此核心常量表达式所引用的实体不是常量表达式[expr.const] / 8的允许结果：

如果实体是具有静态存储持续时间的对象，而该对象不是临时对象或者其值满足上述约束的临时对象，或者它是非立即函数，则该实体是常量表达式的允许结果。

有问题的对象既不是静态存储期限，也不是临时对象...