可以将静态 constexpr 变量用作模板参数吗答案

【问题标题】：can a static constexpr variable be used as a template argument可以将静态 constexpr 变量用作模板参数吗
【发布时间】：2016-09-11 20:12:45
【问题描述】：

我有以下代码可以在较旧的 gcc 上编译，但不能在版本 6 上编译（与 -std=c++1z 一起使用）。 Clang 也拒绝它，说对象 val 没有正确的链接。我不明白其中的区别。指针类型的 constexpr 变量不应该或多或少透明地工作吗？我在语法中是否缺少一些允许它工作的东西？还是这违反了标准的某些部分？

typedef void(*t_voidfn)();
template <t_voidfn> struct s {};
void fn() {
  static constexpr t_voidfn val = &fn;
  s<val> x;
}

另一方面，这个可行。

typedef void(*t_voidfn)();
template <t_voidfn> struct s {};
void fn() {
  s<&fn> x;
}

【问题讨论】：

那里的静态关键字不会使变量成为私有变量，它使它成为具有持久存储的运行时值，在第一次调用函数时被初始化...
@KerrekSB 但我没有获取变量的地址，我使用的是它的值，它在编译时初始化为具有明显可接受链接的东西的地址，因为值本身工作。
错误信息不是很有帮助。也就是说，函数的地址必须严格表示为&fn或fn。这只是 C++14 及以下标准中指定的限制，C++17 取消了该限制。这就是代码在 C++1z 模式下在两个编译器上编译的原因。抄送@KerrekSB
@bogdan 是明确要求此限制还是在 c++17 之前未指定。我问的原因是 gcc-4.8.5 和 gcc-5.3.0 接受代码为有效。或者这是在 gcc-6 中修复的 gcc 中的错误？
@bogdan 我认为您应该写一个答案，以便我接受。我希望能提供一些关于标准在 c++11、14、17 中的内容以及它如何变化的额外信息。无论如何谢谢。

标签： c++ templates constexpr

【解决方案1】：

第一个 sn-p 在 C++17 中是正确的，但在 C++14 和 11 中不正确。

对于 C++14，[temp.arg.nontype]/1 说：

非类型、非模板的 模板参数 模板参数应为以下之一：

[...]

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 template-ids 但不包括非静态类成员，表示（忽略括号）为& id-expression，其中 id-expression 是对象或函数的名称，除非 & 可以省略，如果名称指的是函数或数组，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)；或

计算结果为空成员指针值的常量表达式 (4.11)；或

指向成员的指针，如 5.3.1 中所述；或

std::nullptr_t 类型的常量表达式。

（我只包含了与指针和指向成员的指针直接相关的项目符号。）

基本上，示例中函数的地址必须严格表示为&fn 或fn。

C++11 包含基本相同的措辞，但在 11 和 14 之间的缺陷报告中引入了一些澄清：

DR1570 澄清了关于完整对象的一点；
DR1398 由DR1666 修改添加了最后一个项目符号。

对于 C++17，由于采用了论文 N4268（N4198 中的基本原理），限制已经放宽。相应的第 (2) 段现在说：

非类型 template-parameter 的 template-argument 应为类型的转换常量表达式 (5.20) 模板参数。对于非类型的 template-parameter 参考或指针类型，常量表达式的值不得引用（或者对于指针类型，不得是地址）：

一个子对象 (1.8)，

一个临时对象 (12.2)，

字符串文字 (2.13.5)，

typeid 表达式 (5.2.8) 的结果，或

预定义的 __func__ 变量 (8.4.1)。

[ 注意：如果template-argument代表一组重载函数（或指向此类的指针或成员指针），匹配函数从集合 (13.4) 中选择。 ——结束注释 ]

N4198 对每个项目符号都有很好的解释。

【讨论】：