为什么 0 == ("abcde"+1) 不是常量表达式？

Question

为什么下面的代码不能编译？

// source.cpp

int main()
{
   constexpr bool result = (0 == ("abcde"+1));
}

编译命令：

$ g++ -std=c++14 -c source.cpp

输出：

source.cpp: In function ‘int main()’:
source.cpp:4:32: error: ‘((((const char*)"abcde") + 1u) == 0u)’ is not a constant expression
 constexpr bool result = (0 == ("abcde"+1));
                         ~~~^~~~~~~~~~~~~~~

我正在使用 gcc6.4。

Answer 1

对常量表达式中可以使用的内容的限制主要定义为否定列表。有很多东西是不允许评估的（C++14 中的[expr.const]/2）和某些值必须导致的东西（C++14 中的[expr.const]/4）。此列表随标准而变化，随着时间的推移变得更加宽松。

在尝试评估时：

constexpr bool result = (0 == ("abcde"+1));

没有不允许我们评估的内容，也没有不允许我们获得的任何结果。没有未定义的行为等。这是一个完全有效的表达，如果奇怪的话。只有一个 gcc 6.3 碰巧不允许 - 这是一个编译器错误。 gcc 7+、clang 3.5+、msvc 都可以编译。

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围绕这个问题似乎有很多混淆，许多 cmets 建议由于像 "abcde" 这样的字符串文字的值直到运行时才知道，所以在持续评估期间你不能用这样的指针做任何事情。重要的是要解释为什么这是不正确的。

让我们从如下声明开始：

constexpr char const* p = "abcde";

这个指针有一些值。假设N。关键是 - 你可以做的任何事情来尝试观察N在持续评估期间都是错误的。您不能cast it to an integer 读取该值。您无法将其与a different, unrelated string^†（通过[expr.rel]/4.3）进行比较：

constexpr char const* q = "hello";
p > q; // ill-formed
p <= q; // ill-formed
p != q; // ok, false

我们可以肯定地说p != q，因为无论它们指向哪里，它们都明显不同。但我们不能说哪个先走。这样的比较是未定义的行为，在常量表达式中是未定义的行为is disallowed。

你真的可以只比较同一个数组中的指针：

constexpr char const* a = p + 1; // ok
constexpr char const* b = p + 17; // ill-formed
a > p; // ok, true

无论p 指向哪里，我们知道 a 指向它之后。但是我们不需要知道N 来确定这一点。

因此，持续评估期间的实际值N 或多或少无关紧要。

"abcde" 是……某处。 "abcde"+1 指向晚一个，并且具有值"bcde"。无论它指向何处，您都可以将其与空指针（0 是空指针常量）进行比较，并且它不是空指针，因此比较结果为 false。

这是一个格式完美的常量评估，gcc 6.3 恰好拒绝了它。

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^†虽然我们只是简单地声明std::less()(p, q) 提供了一些值，在编译时给出了一致的总顺序并且它在运行时给出了相同的答案。这是……一个有趣的难题。