constexpr 函数中的复合赋值：gcc 与 clang

Question

template<class A, class B> constexpr int f(A a, B b) {
    a /= b;
    return a;
}

constexpr int x = f(2, 2);   // a, b: int
constexpr int y = f(2., 2.); // a, b: double
constexpr int z = f(2, 2.);  // a: int, b: double //<-- BOOM!
constexpr int w = f(2., 2);  // a: double, b: int

int main() {}

代码未在 clang 中编译，它会产生以下诊断信息：

error: constexpr variable 'z' must be initialized by a constant expression

MSVC 崩溃（根据godbolt）并且 gcc 工作正常。如果a /= b 被a = a / b 简单替换，那么每个人都接受它。为什么？

谁是对的？似乎它与隐式缩小转换有关，但为什么a = a / b 有效？

Answer 1

这只是一个clang错误，如果我们查看复合赋值[expr.ass]p7，它相当于E1只计算一次的赋值：

E1 op= E2 形式的表达式的行为等价于 E1 = E1 op E2，只是 E1 只计算一次。 在 += 和 -= 中，E1 要么具有算术类型，要么是指向可能有 cv 限定的完全定义对象类型的指针。 在所有其他情况下，E1 应具有算术类型。

如果我们查看[dcl.constexpr]p3中对常量表达式函数要求的限制，我们对赋值没有任何限制：

constexpr 函数的定义应满足以下要求：

• (3.1) 它的返回类型应该是文字类型；
• (3.2) 它的每个参数类型都应该是文字类型；
• (3.3) 它的功能体不应包含。
• (3.3.1) 一个 asm 定义，
• (3.3.2) goto 语句，
• (3.3.3) 一个标识符标签（[stmt.label]），
• (3.3.4) 非文字类型或静态或线程存储持续时间的变量的定义，或未执行初始化的变量。
  [ 注意： = delete 或 = default 的函数体不包含上述任何内容。 —— 尾注 ]

[expr.const] 中没有任何内容针对这种特定情况增加限制。

我离线联系了 Richard Smith，他同意这是一个错误并说：

是的，这是一个错误；该代码没有正确考虑到 LHS 在计算之前可能需要转换为浮点数。

归档clang bug report和MSVC bug report

Answer 2

我已经 committed a patch 到 clang，应该可以修复 clang 错误。

一些clang内部细节：

在clang中，常量表达式的求值主要在lib/AST/ExprConstant.cpp中处理。特别是，整数的复合赋值由CompoundAssignSubobjectHandler::found(APSInt &Value, QualType SubobjType) 处理。在我的补丁之前，这个函数错误地拒绝了任何非整数 RHS：

    if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
      // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
      // values.
      Info.FFDiag(E);
      return false;
    }

我的补丁通过为 RHS.isFloat() 案例添加一个分支来解决此问题。

请注意，当 LHS 是浮点数而 RHS 是整数时，不会发生类似的问题，即使 CompoundAssignSubobjectHandler 只处理浮点 = 浮点情况，因为 RHS 总是被提升为浮点数在这种情况下。