是全局变量 constexpr 的地址吗？答案

【问题标题】：Is address of global variable constexpr?是全局变量 constexpr 的地址吗？
【发布时间】：2016-12-11 10:29:56
【问题描述】：

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struct dummy{};

dummy d1;
dummy d2;

template<dummy* dum>
void foo()
{
    if (dum == &d1)
        ; // do something
    else if (dum == &d2)
        ; // do something else
}

现在，可以像这样调用foo了

foo<&d1>();
foo<&d2>();

一切都按预期进行。但以下没有

constexpr dummy* dum_ptr = &d1;
foo<dum_ptr>();

Visual Studio 出现此错误

错误 C2975：dum_ptr：foo 的模板参数无效，预期的编译时常量表达式

虽然这有效

constexpr dummy& dum_ref = d1;
foo<&dum_ptr>();

在 Visual Studio 中，但不在 G++ 中，因为

注意：模板参数扣除/替换失败：
错误：& dum_ref 不是 dummy* 的有效模板参数，因为它不是变量的地址
foo<&dum_ref>();

编辑：
由于 C++17，std::addressof 被标记为 constexpr，所以我猜它应该可以工作。

【问题讨论】：

foo<dum_ptr>(); 在 g++ 中也不起作用。
有趣。我用-std=c++1z 试过了，它可以工作，但你是对的。它不适用于-std=c++14。
模板中可能是dummy const * dum 或dummy constexpr * dum？
我很惊讶。它如何与位置无关代码（PIC）、全局偏移表（GOT）和过程链接表（PLT）一起工作？这些地址不是有时只能在运行时定义吗？这个 constexpr 地址有什么魔力？

标签： c++11 language-lawyer

【解决方案1】：

GCC 是正确的。

表达式肯定是constant-expressions*，因为它们被分配给constexpr 变量。但是，在 c++14 之前，指针模板参数允许的内容有额外的限制。

C++14 草案 N4140 [temp.arg.nontype]

1 非类型、非模板模板参数的模板参数应为以下之一：

对于整数或枚举类型的非类型模板参数，转换后的常量表达式 (5.19) 的类型模板参数；或

非类型模板参数的名称；或

一个常量表达式 (5.19)，它指定具有静态存储持续时间和外部或内部的完整对象的地址链接或与外部或内部链接的功能，包括函数模板和函数模板 ID，但不包括非静态类成员，表示（忽略括号）为 &id-expression，其中 id-expression 是对象的名称 或函数，除了如果名称指的是一个 & 可以省略函数或数组，如果对应的则应省略模板参数是一个参考；或

计算结果为空指针值的常量表达式 (4.10)；要么一个常量表达式，计算结果为空成员指针值 (4.11)；要么指向成员的指针，如 5.3.1 所述；要么 std::nullptr_t 类型的常量表达式。

对于foo<dum_ptr>()，dum_ptr 不表示为&name，对于foo<&dum_ref>()，dum_ref 不是对象的名称，而是对象引用的名称，所以两者不允许作为模板参数。

这些限制在 c++17 中被取消以允许任何 constexpr，这就是它在那里工作的原因：

C++17 草案 N4606 - 14.3.2 模板非类型参数 [temp.arg.nontype]

1 非类型模板参数的模板参数应为类型的转换常量表达式 (5.20) 模板参数。对于参考的非类型模板参数或指针类型，常量表达式的值不得引用（或者对于指针类型，不得是地址）：

(1.1) 子对象 (1.8)，

(1.2) 临时对象 (12.2)，

(1.3) 字符串字面量 (2.13.5)，

(1.4) typeid 表达式 (5.2.8) 的结果，或

(1.5) 一个预定义的 __func__ 变量 (8.4.1)。

像往常一样，clang 给出了最好的错误信息： https://godbolt.org/g/j0Q2bV

*（参见地址常量表达式和引用常量表达式）

【讨论】：