常量整数和常量求值

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prints -1 when run（魔杖盒）。

但是，如果我在编译时计算函数 throw::

#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compiles fine and outputs 1（魔杖盒）。为什么我没有得到编译失败？

Answer 1

不断评价是不是很有趣？

语言中有几个地方我们尝试进行持续评估，如果失败，我们回退到不做-不断的评估。静态初始化是一个这样的地方，初始化常量整数是另一个地方。

发生了什么：

int const i = f();

是这个可以不断求值，但不一定非得如此。因为（非constexpr）常量整数仍然可以用作常量表达式，如果满足所有其他条件，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

所以我们尝试这样做 - 我们将 f() 称为常量表达式。在这种情况下，std::is_constant_evaluated() 是 true，因此我们使用 throw 命中分支并最终失败。不能 throw 在持续评估期间，因此我们的持续评估失败。

但随后我们回退，再次尝试 - 这次将 f() 作为非常量表达式调用（即 std::is_constant_evaluated() 是 false）。这条路径成功，给我们 1，因此 i 被初始化为值 1。但值得注意的是，i 此时不是常量表达式。随后的 static_assert(i == 1) 将是错误格式的，因为 i 的初始值设定项不是常量表达式！即使非常量初始化路径恰好（否则）完全满足常量表达式的要求。

请注意，如果我们尝试：

constexpr int i = f();

这会失败，因为我们无法回退到非常量初始化。

常量整数和常量求值

Constant integers and constant evaluation

c++

constexpr

c++20