constexpr 静态成员函数用法

Question

考虑以下示例代码：

#include <array>

struct MyClass
{
  size_t value = 0;

  constexpr static size_t size() noexcept
  {
    return 3;
  }
};

template <size_t N>
void DoIt()
{
  MyClass h;
  std::array<int, h.size()> arr;
}

int main()
{
  DoIt<1>();
}

当我尝试使用 GCC 7.3.0 编译它时，我收到一个关于 h 在非 constexpr 上下文中不可用的错误：

cexpr.cpp: In function ‘void DoIt()’:
cexpr.cpp:17:26: error: the value of ‘h’ is not usable in a constant expression
   std::array<int, h.size()> arr;
                          ^
cexpr.cpp:16:11: note: ‘h’ was not declared ‘constexpr’
   MyClass h;
           ^
cexpr.cpp:17:27: error: the value of ‘h’ is not usable in a constant expression
   std::array<int, h.size()> arr;
                           ^
cexpr.cpp:16:11: note: ‘h’ was not declared ‘constexpr’
   MyClass h;
           ^

但是，当我尝试在 Clang 6.0.0 中编译完全相同的代码时，它编译时没有任何错误。此外，当我将代码修改为不在模板化 DoIt() 函数内时，GCC 编译它就好了：

#include <array>

struct MyClass
{
  size_t value = 0;

  constexpr static size_t size() noexcept
  {
    return 3;
  }
};

int main()
{
  MyClass h;
  // this compiles just fine in Clang and GCC
  std::array<int, h.size()> arr;
}

我已经知道如何修复第一个代码，以便它使用decltype 在 GCC 上编译，但我很想知道为什么第一段代码不使用 GCC 编译？这只是 GCC 中的一个错误，还是我对使用 constexpr 静态成员函数有什么不明白的地方？

Answer 1

在我看来是个错误。

表达式h.size()的类型和含义由[expr.ref]“类成员访问”定义：

[expr.post]/3

缩写postfix-expression.id-expression为E1.E2，E1称为对象表达式。 [...]

和

[expr.post]/6.3.1

如果E2 是（可能重载的）成员函数，则函数重载决议用于确定E1.E2 是指静态成员函数还是非静态成员函数。

• (6.3.1) 如果它引用一个静态成员函数并且E2的类型是“返回T的参数类型列表的函数”，那么E1.E2是一个左值； 表达式指定静态成员函数。 E1.E2的类型与E2的类型相同，即“参数类型列表返回T的函数”。

这意味着h.size 与::MyClass::size 具有相同的类型并被评估为这样，不管h 是否为constexpr。

h.size() 然后是对constexpr 函数的调用，并且是根据[expr.const]/4 的核心常量表达式。