常数整数和常数求值

Question

考虑以下程序：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr int f() {
  if (std::is_constant_evaluated())
    return -1;
  else return 1;
}

int main() {
  int const i = f();
  std::cout << i;
}

它打印-1在运行时（wandbox）。

但是，如果我throw在编译时求值时使用该函数：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr int f() {
  if (std::is_constant_evaluated())
    throw -1; // <----------------------- Changed line
  else return 1;
}

int main() {
  int const i = f();
  std::cout << i;
}

它可以编译并输出1（wandbox）。为什么我没有出现编译失败？

Answer 1

持续评估很有趣吗？

在该语言中，有一些地方我们尝试进行持续评估，如果失败，我们将退后一步进行非持续评估。静态初始化就是这样一个地方，初始化常量整数是另一个地方。

会发生什么：

int const i = f();

是，这可能是恒定的评估，但它不一定是。因为（非constexpr）常量整数仍可以用作常量表达式，所以如果它们满足所有其他条件，我们必须尝试。例如：

const int n = 42;       // const, not constexpr
std::array<int, n> arr; // n is a constant expression, this is ok

因此，我们尝试做-我们将其f()称为常量表达式。在这种情况下，std::is_constant_evaluated()is是true，所以我们用击打分支，throw最终失败。throw在持续评估期间无法执行，因此我们的持续评估失败。

但是，我们回退了，然后再试一次-这次f()以非常量表达式（即std::is_constant_evaluated()is false）的形式调用。该路径成功，给了我们1，所以i用value初始化1。但值得注意的是，i目前还不是一个常量表达式。static_assert(i == 1)因为i的初始值设定项不是常量表达式，所以后续项将格式错误！即使非常数初始化路径恰好（否则）完全满足常数表达式的要求。

请注意，如果我们尝试：

constexpr int i = f();

这将失败，因为我们无法回退到非恒定初始化。