从整型常量表达式转换为空指针

Question

考虑以下代码：

#include <memory>

void f( std::shared_ptr<int> ) {}

int main()
{
    f( 0 );               // compiles fine in gcc and clang
    f( 1 - 1 );           // compiles fine in gcc, fails in clang
    constexpr int i = 0;
    f( i );               // fails to compile in gcc and clang
    f( i - 0 );           // compiles fine in gcc, fails in clang
}

为什么只有f( i ) 编译失败，而i 应该被评估为值为0 的编译时间常数？

PS 使用 g++ v 5.1.0 检查，在 c++11 和 c++14 模式下，它接受除 f(i); 之外的所有变体 PPS 使用 clang 3.7 检查，它在 c++11 和 c++14 模式下拒绝除文字 0 之外的所有变体

Answer 1

这是一个 gcc 错误。 Defect report 903: Value-dependent integral null pointer constants 是针对 C++11 的缺陷报告（它具有 CD3 状态），它使得只有整数文字 0 被视为空指针常量。

它更改了部分4.10 [conv.ptr] 段落1 以及其他更改：

空指针常量是整数类型的整数常量表达式 (5.19 [expr.const]) prvalue，其计算结果为零 [...]

到：

空指针常量是一个整数字面量 (2.14.2 [lex.icon])，其值为 0 [...]

这被列为与 C++03 的不兼容，来自 C.2.2 条款 4：标准转换 [diff.cpp03.conv] 部分，其中说：

更改：只有文字是整数空指针常量
理由：删除与模板和 常量表达式
对原始功能的影响： 有效的 C++ 2003 代码可能无法编译或 在本国际标准中产生不同的结果，因为 以下示例说明：

void f(void *); // #1
void f(...); // #2
template<int N> void g() {
  f(0*N); // calls #2; used to call #1
}

以下 gcc 错误报告 [C++11] [DR 903] zero-valued integer constant expression should prefer conversion to pointer 表明 gcc 团队最初认为这是 C++17 的更改，但后来将其更改为在 C++11 中生效。

我们可以在 gcc(6.0) 的头版本中看到这是固定的 (see it live) 并为 clang 所做的所有情况生成诊断： p>

error: could not convert '(1 - 1)' from 'int' to 'std::shared_ptr<int>'
 f( 1 - 1 );           // compiles fine in gcc, fails in clang
    ~~^~~

error: could not convert 'i' from 'const int' to 'std::shared_ptr<int>'
 f( i );               // fails to compile in gcc and clang
      ^

error: could not convert '(0 - 0)' from 'int' to 'std::shared_ptr<int>'
 f( i - 0 );           // compiles fine in gcc, fails in clang
    ~~^~~

Answer 2

因为 空指针常量 不仅定义为值为 0 的编译时整数常量，而且定义为值为 0 的整数 literal（或纯右值）当然是std::nullptr_t 类型）。 C++14 (N4140)，4.10/1。

所以实际上，只有第一行 f(0) 应该编译，所有其他行至少应该从符合要求的编译器中引发诊断消息。