为什么非静态数据成员不能是constexpr？

Question

这是有效代码：

struct S {
  constexpr S(int x, int y): xVal(x), yVal(y) {}
  constexpr S(int x): xVal(x) {}
  constexpr S() {}

  const int xVal { 0 };
  const int yVal { 0 };
};

但是在这里，我真的很想声明xVal和yVal就像这样：

struct S {
  constexpr S(int x, int y): xVal(x), yVal(y) {}
  constexpr S(int x): xVal(x) {}
  constexpr S() {}

  constexpr int xVal { 0 };         // error!
  constexpr int yVal { 0 };         // error!
};

如上所述，代码无法编译。原因是(根据7.1.5/1)，只有静态数据成员可以声明为< code>constexpr。但是为什么呢？

Answer 1

想想< code>constexpr是什么意思。这意味着我可以在编译时解析这个值。

因此，类的成员变量本身不能是< code>constexpr...< code>xVal所属的实例直到实例化时才存在！拥有< code>xVal的对象可以是< code>constexp，这将使< code>xVal成为< code>constexpr，但是< code>xVal本身不可能是< code>constexpr。

这并不意味着这些值不能是常量表达式......实际上，该类的 constexpr 实例可以将变量用作 const 表达式：

struct S {
  constexpr S(int x, int y): xVal(x), yVal(y) {}
  constexpr S(int x): xVal(x) {}
  constexpr S() {}

  int xVal { 0 };
  int yVal { 0 };
};

constexpr S s;

template <int f>//requires a constexpr
int foo() {return f;}

int main()
{
   cout << "Hello World" << foo<s.xVal>( )<< endl; 

   return 0;
}

编辑：所以下面有很多讨论回顾了这里有一些隐含的问题。

以以下示例为例：

//a.h
struct S;
struct A {std::unique_ptr<S> x; void Foo(); A();/*assume A() tries to instantiate an x*/}

//main.cpp

int main(int argc, char** argv) {
  A a;
  a->foo();
}


//S.h
struct S {
  constexpr S(int x, int y): xVal(x), yVal(y) {}
  constexpr S(int x): xVal(x) {}
  constexpr S() {}

  constexpr int xVal { 0 };         // error!
  constexpr int yVal { 0 };
};

A和S的定义可能在完全不同的编译单元中，因此S必须是的事实可能直到链接时才知道，特别是如果忘记了A的实现。这种模棱两可的情况很难调试和实现。更糟糕的是，S的接口可能完全暴露在共享库、COM接口等中……这可能会完全改变共享库的所有基础设施，这可能是不可接受的。

另一个原因是它的传染性。如果类的任何成员都是constexpr，那么所有成员（及其所有成员）和所有实例都必须是constexprr。采用以下场景：

//S.h
struct S {
  constexpr S(int x, int y): xVal(x), yVal(y) {}
  constexpr S(int x): xVal(x) {}
  constexpr S() {}

  constexpr int xVal { 0 };         // error!
  int yVal { 0 };
};

S的任何实例都必须是< code>constexpr，以便能够专门保存< code > const expr < code > xval 。< code>yVal本质上成为< code>constexpr，因为< code > xfal 是。没有任何技术上的编译器原因让你不能这么做(我不这么认为),但是感觉不太像C语言。

大概除了标准委员会之外，没有人认为这是个好主意。就我个人而言，我觉得它没什么用处...我并不是真的想定义人们如何使用我的类，只是定义当他们使用我的类时我的类的行为。当他们使用它时，他们可以将特定的实例声明为constexpr(如上)。如果我有一些需要constexpr实例的代码块，我会用模板来完成:

template <S s>
function int bar(){return s.xVal;}

int main()
{
   cout << "Hello World" << foo<bar<s>()>( )<< endl; 

   return 0;
}

虽然我认为你最好使用一个constexpr函数，它可以以限制性和非限制性的方式使用？

constexpr int bar(S s) { return s.xVal; }