consteval 是否允许在函数参数上使用 static_assert？

Question

目前您不能使用static_assert 来验证constexpr 函数的参数，即使对它的所有调用确实是constexpr。 这是有道理的，因为编译器仍然必须创建此函数的非常量实例化，以防其他模块尝试调用它。 遗憾的是，即使函数是 static 或在匿名命名空间中也是如此。

然而，C++20 将引入一个新关键字 consteval，它类似于 constexpr，但它不允许以非 constexpr 方式调用函数。在这种情况下，编译器可以确定函数参数在编译时总是已知的。因此，理论上应该可以使用static_assert 验证它们。

问题是：标准允许吗？

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例子：

#include <iostream>

consteval char operator""_bchar(const char text[], const size_t length)
{
    static_assert(length == 8, "Binary char has to have 8 digits!"); // <-- This is currently not possible.
    uint8_t byte = 0;
    for (size_t i = 0; i != length; ++i)
    {
        byte <<= 1;
        byte |= text[i] == '1' ? 0b00000001 : 0b00000000;
    }
    return byte;
}

int main()
{
    std::cout << "01000001"_bchar << std::endl;
    return 0;
}

我问是因为我要编写一些用户定义的文字（比示例更复杂）。我可以选择使用编译器扩展来处理验证，或者等待编译器更新并编写完全符合标准的代码。

Answer 1

consteval 是否允许在函数参数上使用 static_assert？

没有。函数参数从来没有并且将继续不能用作常量表达式。

常量求值和可用作常量表达式之间是有区别的。 consteval 确保我们处于常量评估上下文中，但它也不会导致所有内容都变为常量表达式。

为了让函数参数可用作常量表达式，您需要将所有内容都隐式地设为模板：

template <int> struct X { };

consteval auto foo(int i) {
    static_assert(i > 10); // in order to allow this...
    return X<i>{};         // ... you'd have to allow this too
}

现在foo(20) 和foo(30) 返回不同的类型。这是一个模板。

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在 Andrew Sutton 的Translation and evaluation: A mental model for compile-time metaprogramming 中可以找到了解为什么这是一个基本和固有限制的重要背景阅读：

拥有一个编译时评估的心智模型，将其与 翻译对我很有帮助。特别是，它帮助我理解了什么不是 可能（例如，在评估期间实例化模板）。这有助于修剪设计空间 否则大而复杂的语言特征。希望其他人也会发现此说明对您有所帮助。

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虽然特别是 static_assert，但您可以添加一个解决方法来导致编译失败。这只是添加了在持续评估期间根本无法使用的任何内容。喜欢：

#define CONSTEVAL_STATIC_ASSERT(c, msg) do { if (!(c)) throw msg; } while(false)

如：

consteval char operator""_bchar(const char text[], const size_t length)
{
    CONSTEVAL_STATIC_ASSERT(length == 8, "Binary char has to have 8 digits!");
    // ...
}