constexpr 环境中 std::array 上的 std::prev

Question

我目前正在使用 constexpr 数组，我注意到我无法使用 /std:c++17 或 /std:c++ 在 MSVC 19.15.26726 下编译以下（有效）代码最新：

#include <array>
using array_type = std::array<unsigned int, 3>;
using iterator_type = array_type::const_iterator;
constexpr array_type arr{ { 1,2,3 } };

constexpr iterator_type getIteratorBefore(iterator_type it) {
    return std::prev(it);
}

constexpr iterator_type test = getIteratorBefore(arr.end());

忽略我从 IntelliSense 获得的所有突出显示错误和显示 std::array 的错误模棱两可（似乎与同一文件中的一些奇怪的 array() 函数冲突），我在最后一行：

error C4146: unary minus operator applied to unsigned type, result still unsigned
error C4308: negative integral constant converted to unsigned type
warning C4307: '+': integral constant overflow

它在 gcc (x86-64 gcc (trunk)) 和 MSVC (x86-64 编辑: MSVC Pre 2018 with /std:c++17 works) 下的编译器资源管理器中编译良好（没有测试其他）。

我真的没有想法。当我把它放在 main 方法中时，相同的代码会编译，所以这似乎是 constexpr 范围的问题。

Answer 1

复制

我可以使用 VS 2017 15.8.1 以及带有 /std:c++17 或 /std:c++latest 的最新 15.9.0 Preview 1.0 进行重现。

仅当_ITERATOR_DEBUG_LEVEL 不等于0 时才会出现此问题，通常在调试配置中。

原因

深入研究 MSVC 附带的 STL 代码，我们可以看到 _Array_const_iterator 有两种不同的实现，具体取决于 _ITERATOR_DEBUG_LEVEL。如果_ITERATOR_DEBUG_LEVEL 不等于0，则迭代器存储指向数组的基指针和_Idx 类型的std::size_t 类型的索引变量。否则它只存储一个指针。

部分问题是由_Array_const_iterator::operator+=()引起的，被std::prev()间接调用，参数值为-1：

_CONSTEXPR17 _Array_const_iterator& operator+=(const ptrdiff_t _Off)
    {   // increment by integer
    _Verify_offset(_Off);
    _Idx += _Off;          //<-- error C4308
    return (*this);
    }

错误 C4308 是因为 _Idx 是无符号的，而 _Off 是有符号的并且 _Off 的实际（文字）值为负数。

更简单的测试用例：

constexpr unsigned Test(unsigned x, int d) { x += d; return x; }
constexpr auto test1 = Test( 5, -1 );   //<-- error C4308
constexpr auto test2 = Test( 5, 1 );    //<-- OK

分配给test1 也会产生错误C4308 和警告C4307。我不确定C4146，它可能只是一个后续错误。

当有符号和无符号类型在constexpr 上下文中混合时​​，MSVC 似乎比 GCC 更严格。

解决方案可能是让 MSFT 将成员变量 _Idx 的类型更改为 ptrdiff_t。随意提交错误:-)。

解决方法

定义_ITERATOR_DEBUG_LEVEL = 0 或替换std::prev() 调用：

constexpr iterator_type getIteratorBefore(iterator_type it) {
    return --it;
}