const 指针作为参数传递给 constexpr 函数答案

【问题标题】：const pointers passed as argument into constexpr functionconst 指针作为参数传递给 constexpr 函数
【发布时间】：2018-08-11 11:50:22
【问题描述】：

我正在做一些非常基本的问题来熟悉模板元编程。特别是这个只是将方阵右下对角线上的值相加（[0,0]、[1,1] 等的索引）。我已经用不同的 constexpr 函数以多种方式解决了这个问题，但我不明白为什么一种特定的方式会失败。下面的代码和错误信息：

constexpr int DRsum(const int* starter, const size_t size, int itr = 0)
{
    if(itr==size-1)
    {
        return *starter;
    }
    size_t sum = 0;
    sum = *starter;
    sum += DRsum(starter+size+1, size, itr+1);
    return sum;
}

int main()
{
    static const size_t size = 3;

    static constexpr const int matrix[][size] = {
    {1,2,3},
    {4,5,6},
    {7,8,9}
    };

    static constexpr int const* baseptr = &matrix[0][0];

    constexpr int sum = DRsum(baseptr, size);
}

报错信息如下：

main.cpp|69|  in constexpr expansion of 'DRsum((& matrix[0][0]), 3u, 0)'|
main.cpp|39|  in constexpr expansion of 'DRsum((starter + ((((sizetype)size) + 1u) * 4u)), 
    ((size_t)size), (itr + 1))'|
main.cpp|69|error: '* starter' is not a constant expression|

我不确定为什么会这样，因为我是模板元编程的新手。我做了一个虚拟函数来测试指针取消引用是否是问题所在，结果很好。我的猜测是它可能与我传递一个指针而不是一个指向 constexpr 指针的指针有关，但我不确定。任何帮助将不胜感激，谢谢。

另外，我已经通过传入整个结构（只是直接向上复制）解决了这个问题，但我宁愿知道如何通过浅拷贝或指针将事物传递给 constexpr 函数。谢谢。

【问题讨论】：

指针不是常量，它指向的东西在你的声明中是常量，所以有一个误解。其次，你说的是模板元编程，但是这里没有涉及到模板！？
即使在函数参数列表和指针声明中的 * 之后添加了 const，它仍然给我错误消息 "main.cpp|68|error: '(const int )starter' 不是常量表达式|"。基本上我将 baseptr 从 static constexpr int const* 重新定义为 static constexpr int const* const （我认为 constexpr 无论如何都暗示了一个指针）。
@SaswatMishra 您使用的是哪个编译器？ gcc 很好，只是您正在访问超出其边界的数组godbolt.org/g/4M2sG3
@vdavid 我正在使用 GCC 5.1.0，我很确定“越界”错误消息是编译器对我正在犯的其他一些错误的误解，因为当我更改变量时底部的声明从“constexpr int sum”到“int sum”（使 DRsum 在运行时运行），一切正常，我得到正确的值。函数逻辑（就索引访问而言）很好，我的编译器只是抛出了一个关于 starter 不是常量表达式的问题。
问题中没有模板，所以我删除了与模板相关的标签。如果您不同意，请随时回滚。

标签： c++ constexpr constant-expression

【解决方案1】：

二维数组（矩阵）不能被视为一维数组，因此starter+size+1 会导致未定义的行为。通常未定义的行为是未定义的，因此程序可以按预期工作，但是当在需要常量表达式的结构中发生未定义的行为时，程序会变得不正确，因此编译器会发出错误。

我认为没有简单的解决方法，因为没有明确定义的方法可以通过starter (even with std::launder) 访问整个二维数组，除非您更改DRsum 的签名。比如你可以写DRsum如下：

template <size_t size>
constexpr int DRsum(const int (*starter)[size], int itr = 0)
{
    if (itr == size - 1)
    {
        return (*starter)[itr];
    }
    size_t sum = 0;
    sum = (*starter)[itr];
    sum += DRsum(starter + 1, itr + 1);
    return sum;
}

然后将其称为constexpr int sum = DRsum(matrix);。

【讨论】：