为什么我不能在编译时获得模板函数的参数计数？

Question

#include <cstddef>

template<typename... Types>
constexpr std::size_t getArgCount(Types&&...) noexcept
{
    return sizeof...(Types);
}

struct A
{
    int n;

    void f()
    {
        static_assert(getArgCount(n) > 0); // not ok, why?
    }
};

int main()
{
    int n;
    static_assert(getArgCount(n) > 0); // ok
}

为什么我无法在编译时获取模板函数的参数计数？

错误信息：

1>test.cpp
1>test.cpp(17,45): error C2131:  expression did not evaluate to a constant
1>test.cpp(17,42): message :  failure was caused by a read of a variable outside its lifetime
1>test.cpp(17,42): message :  see usage of 'this'

Answer 1

在constexpr 上下文之外访问this 的任何内容不是一个常量表达式，如[expr.const]/2.1 中所定义：

表达式 e 是一个核心常量表达式 除非e的求值，遵循抽象机器的规则，将求值之一以下表达式：

• this，除了在 constexpr 函数或 constexpr 构造函数中被评估为 e 的一部分；

（我们需要this 访问n 以便通过引用将其传递给getArgCount）

所以这就是第一个案例无法编译的原因。

第二种情况可以编译，因为它不涉及非常量的lvalue-to-rvalue conversion（sizeof(n) 实际上并没有“读取”n）。

为了证明这一点，以下代码也将编译：

struct A
{
    int n;

    void f()
    {
        int m = n;
        static_assert(getArgCount(m) > 0); // ok, m doesn't need `this`
    }
};

注意：在 constexpr 上下文（Types&& 部分）中拥有引用本身不会破坏“constexpr-ness”，如果引用的生命周期开始于该上下文：[expr.const]/2.11.2。

另一个例子：

struct A
{
    int n;

    void f()
    {
        static_assert(sizeof(n) > 0); // ok, don't need this for sizeof(A::n)
    }
};

以下内容无法编译：

    int n = 1;
    static_assert(getArgCount(n+1) > 0); // not ok, (n+1) "reads" n