Consexpr 和模板：编译器错误？答案

【问题标题】：Constexpr and templates: compiler bug?Consexpr 和模板：编译器错误？
【发布时间】：2019-02-05 05:41:57
【问题描述】：

以下按预期工作：

#include <array>
constexpr std::array<int, 3> values = {1, 2, 3};
template <int i> struct A { static constexpr int val = values[i]; };
int main() { A<1> a; }

但是，如果我们使用values.size() 作为模板参数，我会从 MSVC 编译器中得到一个编译器错误：

int main() { A<values.size()> a; }

错误是表达式未计算为常量。 GCC 编译没有错误。

这是 MSVC 编译器的错误吗？
是否有标准/巧妙的解决方法来规避此错误？

【问题讨论】：

哪个版本的 MSVC？
版本“x64 msvc v19.16”，见godbolt.org/z/fwpIAH
解决方法很简单，不是吗？ int main() { A<3> a; }
顺便说一句，我可能会更改标题，这里没有单个编译器错误，那么为什么要“另一个”？ ;)
我改了标题。由于 GCC 会编译而 MSVC 不会，“编译器错误？”看起来很合适。

标签： c++ templates constexpr

【解决方案1】：

MSVC 是对的。在任何 constexpr 上下文中都不能有未定义的行为。否则这不是一个常量表达式。

行：

int main() { A<values.size()> a; }

基本上是：

constexpr auto i = values[values.size()];

这是超出范围的。事实上，MSVC 正确诊断错误：

example.cpp
<source>(3): error C2131: expression did not evaluate to a constant
C:/msvc/v19_16/include\array(187): note: failure was caused by out of range index 3; allowed range is 0 <= index < 3
<source>(4): note: see reference to class template instantiation 'A<3>' being compiled 
<source>(2): note: see reference to class template instantiation 'std::array<int,3>' being compiled
Compiler returned: 2

另一方面，GCC 和 MSVC 都接受此代码：

int main() { A<values.size() - 1> a; }

【讨论】：

【解决方案2】：

这实际上是 GCC 的错误/缺陷，而不是 MSVC。

A<values.size()> a;

导致您访问超出范围的values，因为有效索引为[0, size())。 MSVC 给你一个错误，它不能这样做，因为它是未定义的行为，并且在常量表达式中是不允许的。

请注意，clang 也可以正确诊断并发出错误：https://godbolt.org/z/vmi86S

【讨论】：