为啥这个 std::string_view 不是常量表达式？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥这个 std::string_view 不是常量表达式？

【英文标题】：Why isn't this std::string_view a constant expression?为什么这个 std::string_view 不是常量表达式？

【发布时间】：2020-12-07 17:15:12

【问题描述】：

我对@9​​87654324@ 编程比较陌生，我正在尝试在constexpr 上下文中对string_view 对象进行一些基本操作。在我的例子中，所有字符串在我的源代码中都是以文字开头的，所以看起来它们应该是常量表达式。我发现我可以毫无问题地从字符串文字构造 constexpr string_view。

但是，如果我尝试调用带有字符串文字的 string_view 参数的 constexpr 函数，那么编译将失败。请参阅以下示例 (Compiler Explorer link)：

#include <string_view>

// this doesn't compile; the compiler complains that `sv` is not a constant-expression
constexpr bool foo(std::string_view sv) 

    constexpr auto it = sv.find('b'); 
    return it != sv.end();


// this compiles just fine, though
constexpr std::string_view bar("def");

int main()

    foo("abc");

gcc 8.3 提供以下错误：

<source>: In function 'constexpr bool foo(std::string_view)':
<source>:5:32:   in 'constexpr' expansion of 'sv.std::basic_string_view<char>::find(((int)'b'), 0)'
<source>:5:36: error: 'sv' is not a constant expression
     constexpr auto it = sv.find('b');

为什么 foo() 的 string_view 参数不被视为常量表达式？

【问题讨论】：

供参考：en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string_view/find

在函数内部，它的参数永远不会被认为是 constexpr。如果您将 constexpr 参数传递给它，则唯一可能成为 constexpr 的就是返回值。

不过，basic_string_view::find 是 constexpr。

你刚刚添加了废弃的constexprgodbolt.org/z/TKMxn8

“用 constexpr 做任何有用的事情都很难” 不，我的意思是别的。函数总是像参数不是 constexpr 一样工作，但如果它们实际上是 constexpr，那么 调用者 可以在 constexpr 上下文中使用返回值。 （假设函数不做任何在编译时不能做的事情。）

【参考方案1】：

constexpr 对象的值必须始终为编译时常量。由于函数 foo 无法控制传递给它的参数，因此参数 sv 不能被视为常量表达式（调用者可能传递非常量表达式参数），因此不能用于将it 定义为constexpr 对象。

constexpr 说明符可以简单地从it 的定义中删除，然后foo 将编译，甚至可以产生一个常量表达式（假设参数是一个常量表达式）。 （常量表达式允许引用非constexpr 对象，但不允许调用非constexpr 函数。）

顺便说一句，这里不应使用名称it，因为它具有误导性。 std::string_view::find 返回一个索引，而不是一个迭代器。

【讨论】：

有道理，就是感觉很别扭。这是一个玩具示例，但我希望能够在constexpr 上下文中进一步使用find() 的结果，例如static_assert(ind >= 0)。为了使它编译，我需要从函数体中强制执行constexpr，因此它需要在调用堆栈的更高层执行，我可以强制返回值为constexpr。有什么办法可以简化吗？我宁愿在一个地方实现该逻辑，而不是在我用不同文字调用函数的每个站点。

也许这些是 C++20 的consteval 解决的问题。

@JasonR 是的，我认为consteval 是您在这种情况下想要的。在 C++17 中，我认为没有任何方法可以强制执行 std::string_view 参数的 constexprness。您甚至不能将这样的参数提升为模板参数，因为它不满足成为模板参数类型的要求。

我在实践中使用 constexpr 函数的经验还不够多，但这听起来可能无法保证 constexpr 函数的参数必须可以从另一个 @987654343 计算@函数，还是应该直接在“调用”处插入这样的函数？

啊，对不起。我只看到提到了consteval。