为什么枚举值的initializer_list不被视为常量表达式？

Question

在以下代码中(在本地和Wandbox上测试):

#include <iostream>

enum Types
{
    A, B, C, D
};

void print(std::initializer_list<Types> types)
{
    for (auto type : types)
    {
        std::cout << type << std::endl;
    }
}

int main()
{
    constexpr auto const group1 = { A, D };
    print(group1);
    return 0;
}

MSVC 15.8.5编译失败：

error C2131: expression did not evaluate to a constant
note: failure was caused by a read of a variable outside its lifetime
note: see usage of '$S1'

（全部指包含括性词的行）

Clang 8（HEAD）报告：

error: constexpr variable 'group1' must be initialized by a constant expression
    constexpr auto const group1 = { A, D };
                         ^        ~~~~~~~~
note: pointer to subobject of temporary is not a constant expression
note: temporary created here
    constexpr auto const group1 = { A, D };
                                  ^

gcc 9(负责人)报告:

In function 'int main()':
error: 'const std::initializer_list<const Types>{((const Types*)(&<anonymous>)), 2}' is not a constant expression
   18 |     constexpr auto const group1 = { A, D };
      |                                          ^
error: could not convert 'group1' from 'initializer_list<const Types>' to 'initializer_list<Types>'
   19 |     print(group1);
      |           ^~~~~~
      |           |
      |           initializer_list<const Types>

为什么？

首先，它们显然都认为enum-id是非常数，尽管它们显然实际上是众所周知的编译时常数值。

其次，MSVC抱怨读取超出生存期，但group1的生存期及其值应在print中的整个使用过程中延长。

第三，gcc有一个奇怪的const-vs非const抱怨，我无法理解，因为初始化程序列表总是const。

最后，如果< code>constexpr被删除，除了gcc之外的所有人都将愉快地编译和运行这段代码，不会出现任何问题。虽然在这种情况下没有必要，但我看不出有什么好的理由让它不起作用。

同时，如果参数类型更改为st，gcc将仅编译和运行代码d::initializer_list

（有趣的是：gcc 8，随着参数类型的更改，确实成功编译并运行了代码，包括contexpr，其中gcc 9出错。

FWIW，将声明改为:

    constexpr auto const group1 = std::array<Types, 2>{ A, D };

在所有三个编译器上编译和运行。因此，可能是initializer_list本身而不是枚举值行为不正常。但语法更烦人。（使用合适的make_array实现稍微不那么烦人，但我仍然不明白为什么原始版本是无效的。）

    constexpr auto const group1 = std::array{ A, D };

也可以，这要归功于C 17模板归纳。尽管现在print不能接受initializer_list；它必须基于通用容器/迭代器概念进行模板化，这很不方便。




Answer 1

看来< code > STD::initializer _ list 还没有(在C 17中)满足文字类型的要求(这是< code>constexpr变量的类型必须满足的要求)。

关于在C14中是否这样做的讨论可以在本文中找到：为什么std:：initializer_list没有定义为文字类型？这本身就是帖子讨论的后续内容声明constexpr initializer_list对象合法吗？

我将C14相关文章（C14标准）中的引文与最终工作草案（C17标准）进行了比较，它们是相同的。因此，没有明确要求std:：initializer_list应该是文本类型。

引用C 17的最终工作草案（n4659）：

[基本类型]/10.5

（10.5）一个可能的cv限定类类型（第12条），它具有以下所有属性：
（10.5.1）-它有一个普通的析构函数，
（10.5.2）-它要么是闭包类型（8.1.5.1），要么是聚合类型（11.6.1），或者至少有一个Constexpr构造函数或构造函数模板（可能从基类继承（10.3.3）），它不是复制或移动构造函数，
（10.5.3）-如果它是联合，它的至少一个非静态数据成员是非易失性文字类型，
（10.5.4）-如果它不是联合，它的所有非静态数据成员和基类都是非易失性文字类型。

[initializer_list.syn]/1

< Li > initializer_list类型的对象提供对const E类型的对象数组的访问。[注意:一对指针或一个指针加上一个长度显然是initializer _ list的表示形式。initializer_list用于实现11.6.4中指定的初始值设定项列表。复制初始化列表不会复制底层元素。—结束注释]

这就是为什么宣布一个initializer_list对象是不合法的。

Answer 2

匿名用户

初始化std:：initializer_list时，会发生以下情况：

[已输入列表] （强调我的）

5一个对象的类型std:: initializer_列表是从一个初始化列表，如果实现生成和物化一个prvalue的类型"数组N const E"，其中N是初始化列表中的元素数。该数组的每个元素被复制初始化与初始化列表的相应元素，和std:: initializer_列表对象被构造为引用该数组。[注意：为副本选择的构造函数或转换函数应在初始化列表的上下文中访问。-结束注意]如果缩小转换需要初始化任何元素，程序是病态的。[示例：

struct X {
  X(std::initializer_list<double> v);
};
X x{ 1,2,3 };

初始化将以大致等效于此的方式实现：

const double __a[3] = {double{1}, double{2}, double{3}};
X x(std::initializer_list<double>(__a, __a+3));

假设实现可以用一对指针构造initializer-list对象。 — 结束示例 ]

如何使用临时数组来初始化< code > STD::initializer _ list 决定了< code>initializer_list是否用常量表达式初始化。最终，根据示例(尽管是非标准的)，初始化将获取数组的地址，或者它的第一个元素，这将产生一个指针类型的值。这不是有效的常量表达式。

【expr.const】（强调矿山）

5常量表达式可以是一个glvalue核心常量表达式，它指的是常量表达式（定义如下）允许的结果实体，也可以是值满足以下约束的prvalue核心常数表达式：

• 如果值是类类型的对象，则引用类型的每个非静态数据成员都引用一个实体，该实体是常量表达式的允许结果，
• 如果值是指针类型，则它包含具有静态存储持续时间的对象的地址、此类对象结束后的地址（[expr.add]）、函数的地址或空指针值，以及
• 如果该值是类或数组类型的对象，则每个子对象都满足该值的这些约束。

如果实体是具有静态存储持续时间的对象，而该对象不是临时对象，或者是值满足上述约束的临时对象，或是函数，则该实体是常量表达式的允许结果。

然而，如果数组是一个静态对象，那么初始化器将构成一个有效的常量表达式，可用于初始化< code>constexpr对象。由于< code > STD::initializer _ list 通过[dcl.init.list]/6对该临时对象具有生命期扩展的效果，所以当您将< code>group1声明为静态对象时，clang和gcc似乎也将该数组分配为静态对象，这使得初始化的格式良好性只受< code > STD::initializer _ list 是否为文字类型以及所使用的构造函数是否为< code>constexpr的影响。

最终，一切都有点模糊。