“constexpr”函数中“文字类型”的要求

Question

这是我的代码：

class agg_t1{
    int x;      // private non-static data menber
};
class agg_t2{
    agg_t2(){}      // user-provided constructor
};
constexpr void ce1(agg_t1 arg){};       // OK
constexpr void ce2(agg_t2 arg){};       // ERROR:  parameter type 'agg_t2' is not a literal type 

---

根据dcl.constexpr：

constexpr 函数的定义应满足以下要求：...

• 它的每个参数类型都应该是一个文字类型； ...

还有basic#types.general-10：

一个类型是文字类型，如果它是：...

• 它可以是闭包类型、聚合类型，或者...

我理解agg_t2 不是文字类型的原因是它违反了dcl.init.aggr#1.1 的规则：

聚合是一个数组或一个类...

• 没有用户声明或继承的构造函数...

我认为agg_t1 可能不是文字类型，因为它也违反了规则dcl.init.aggr#1.1：

聚合是一个数组或一个类...

• 没有私有或受保护的直接非静态数据成员...

但是...compiler result 告诉我我对 agg_t1 的假设是错误的。

我的问题是：

如果agg_t1的私有数据成员x使其成为非聚合类型，那么为什么constexpr的ce1的函数定义中允许agg_t1类型？

Answer 1

如果agg_t1的私有数据成员x使其成为非聚合类型，那么为什么constexpr的ce1函数定义中允许agg_t1类型？

---

C++20

agg_t1 确实不是聚合类，因为它的私有数据成员，但是聚合性可以是类类型作为文字的足够要求之一类型，它不是一个必要的。注意[basic.types.general]/10.5.2 [emphasis mine] 的 or 条件：

一个类型是文字类型，如果它是：

• [...]
• 可能具有 cv 限定的类类型具有以下所有属性：
  • [...]
  • 它是要么闭包类型（[expr.prim.lambda.closure]），聚合类型（[dcl.init.aggr]），或至少有一个constexpr 构造函数或构造函数模板（可能继承 ([namespace.udecl]) 来自基类）不是复制或移动 构造函数，[...]

根据[class.default.ctor]4：

[...] 如果用户编写的默认构造函数满足 constexpr 构造函数 ([dcl.constexpr]) 的要求， 隐式定义的默认构造函数是 constexpr [...]

和[dcl.constexpr]/3 和[dcl.constexpr]/4：

/3 constexpr 函数的定义应满足以下条件 要求：

• [...]
• 如果函数是构造函数或析构函数，其类不应有任何虚拟基类； [...]

/4 constexpr 构造函数的定义，其函数体为 not = delete 还应满足以下要求：

• 对于非委托构造函数，选择用于初始化非静态数据成员的每个构造函数和基类子对象应 成为 constexpr 构造函数;
• [...]

agg_t1 的隐式定义的默认构造函数是 constexpr，因此 [basic.types.general]/10.5.2 不会取消 agg_t1 在 C++20 中作为文字类型的资格。

---

C++17

在 C++17 中，隐式定义的 agg_t1 的默认构造函数不是 constexpr，因为它违反了 [dcl.constexpr]/4.5：

constexpr 构造函数的定义应满足以下条件 约束：

• [...]

另外，它的函数体要么是 = delete，要么是 满足以下约束：

• [...]
• /4.5 每个非变体非静态数据成员和基类子对象都应该被初始化（[class.base.init]）；

事实上，虽然 Clang 和 GCC 都拒绝了 -std=c++17 的以下内容：

class A {
    constexpr A() = default;  // error: cannot be constexpr
private:
    int x;
};

以下内容被接受：

// OK: B is a literal type.
class B {
    constexpr B() = default;  // OK
private:
    int x{};
};