static_assert 如果表达式是 constexpr

Question

我想创建一个类模板

template <class T>
class X {
  // here I'll use T::value (among other things)
};

T::value 通常是 constexpr 静态变量，但并非总是如此。 T::value 必须是正值，所以我希望在编译时尽可能让人们知道。

如果 T::value 总是 constexpr，我会添加 static_assert 喜欢

static_assert(T::value > 0, "need positive number");

是否可以仅在 T::value 为 constexpr 的情况下添加此 static_assert？

Answer 1

我们可以写一个is_valid模板函数（想出一个更好的名字），有两个重载：

template <typename T, int N = T::value>
constexpr bool is_valid(int) {
    return N > 0;
}

template <typename T>
constexpr bool is_valid(...) {
    return true;
}

第一个重载只有在T::value 是一个常量表达式时才有效，否则它将被 SFINAE 淘汰。第二个重载无论如何都是有效的，所以我们用一个虚拟的int 参数来消除重载的歧义。

现在我们像这样测试它：

static_assert(is_valid<T>(0), "need positive number");

Live Demo

Answer 2

这在 clang++ 上对我有用：

#include <type_traits>

// The default case, returns true if the value is not constant.
template <typename T, typename = void>
struct IsNonConstantOrPositive {
    static const bool value = true;
};

// The `constexpr` case. We check if we can evaluate `T::value == 0` which can only
// be evaluated at compile-time if `T::value` is constant. The whole `enable_if` thing
// is to provide a substitution to ensure SFINAE.
template <typename T>
struct IsNonConstantOrPositive<T, typename std::enable_if<T::value==0||true>::type> {
    static const bool value = T::value > 0;
};

template <typename T>
struct X {
    static_assert(IsNonConstantOrPositive<T>::value, "T::value should be positive");
};

例子：

struct A {  // const > 0, should succeed
    static const int value = 123;
};

struct B {  // const <= 0, should fail
    static const int value = -1234;
};

struct C {   // non-const, should succeed
    static int value;
};

int main() {
    X<A> a;     // ok
    //X<B> b;   // error
    X<C> c;     // ok
}

Answer 3

我认为对变量的 const(expr)-ness 进行测试会很好，可以像这样使用：

struct T {
    ...
    static_assert(!IS_CONSTANT_VAR(value) || value > 0, "trouble is afoot");
};

下面的实现使用与 kennytm 的解决方案类似的策略来失败非常量引用。它适用于 Clang 和 GCC。

#include <type_traits> // enable_if

template<typename T, T& var, typename = void> struct is_constant_var_impl {
    static constexpr bool value = false;
};
template<typename T, T& var>
struct is_constant_var_impl <T, var, typename std::enable_if<(double)var == (double)var>::type> {
    // (double) cast above to thwart GCC's agressive constant folding;
    // perhaps could be removed with a bit more finesse
    static constexpr bool value = true;
};
#define IS_CONSTANT_VAR(...) (is_constant_var_impl<decltype(__VA_ARGS__), (__VA_ARGS__)>::value)

优点

• 模板可以在不同的类或静态成员名称中重复使用
• static_assert 中的自解释代码

缺点

• 在 MSVC 中不起作用
• （也许？）使用 C++14
• 总价值