使用construct_at更改活动constexpr联合成员

Question

我正在尝试使用construps_at来更改constexpr Union的活动成员，并在使用initializer list vs.成员的构造函数初始化其成员时获取以下错误。有人可以解释为什么吗？

#include <memory>
struct Z { 
 #if 1  // If this changes to zero it does not compile   
   constexpr Z(int x) : y(x){      
   }  
  #else  
     constexpr Z(int x) {
         y = x;      
   }  
  #endif
   int y;
};

struct W { 
   constexpr W(int x) {
      y = x;
   }   
   W(const W&) {}
   int y;
};

union U { 
   Z z;
   W w;
   constexpr U(int z) : w(z) {
   }   
};

constexpr int func() {
   constexpr U u(10);
   std::construct_at(&u.z, 10);
//   ::new (&u.z) Z(10);
   return u.z.y;
}

int main() {
    static_assert(func() == 1);
}

错误：

source>: In function 'int main()':
<source>:37:26: error: non-constant condition for static assertion
   37 |     static_assert(func() == 10);
      |                   ~~~~~~~^~~~~
<source>:37:23:   in 'constexpr' expansion of 'func()'
<source>:31:21:   in 'constexpr' expansion of 'std::construct_at<const Z, int>((& u.U::z), 10)'
/opt/compiler-explorer/gcc-11.2.0/include/c++/11.2.0/bits/stl_construct.h:97:14:   in 'constexpr' expansion of '((Z*)<anonymous>)->Z::Z(<anonymous>)'
<source>:8:12: error: modifying a const object '((Z*)this)->Z::y' is not allowed in a constant expression
    8 |          y = x;
      |          ~~^~~
<source>:30:16: note: originally declared 'const' here
   30 |    constexpr U u(10);
      |                ^
Compiler returned: 1

Answer 1

虽然我不知道工作/非工作ctors的确切情况，但您有一个constexpr u u（10）;，您以后尝试通过调用调整功能（CTOR）来调用它std :: struct_at（＆amp; uz，10）;。您期望尝试修改constexpr对象有什么期望？在u对象上删除constexpr，它不会使您的函数降低constexpr。

Answer 2

正如另一个答案中所述，u 上的 constexpr 在这里是错误的。但我会尝试用您的代码来说明编译器的行为。

std::construct_at 将在给定的存储位置构造一个新对象。然而，constexpr 意味着 const，这意味着您正在尝试在具有自动存储持续时间的 const 完整对象中创建新对象。这是不允许的，并且会导致未定义的行为。 （然而，对 std::construct_at 的调用并不是格式错误的。它可以使用 const 指针来调用。）

由于这种情况发生在表达式求值期间，要求是常量表达式，那么问题是这是否使该表达式不是常量表达式，即编译器是否必须诊断未定义的行为。

一般来说，任何核心语言的未定义行为都必须由编译器诊断。编译器可以诊断任何标准库未定义的行为。

因此，问题在于 std::construct_at 调用的计数。函数本身被指定为相当于相应的placement-new ([specialized .construct]/2），但有一个特殊例外，即常量表达式中允许使用 std::construct_at，除非“底层构造函数调用取消了 [表达式] 的资格”从成为核心常量表达式” ([expr.const]/6.1< /a>）。

虽然我认为这不是很清楚，但我猜测这应该算作核心语言未定义行为，因为它没有违反库子句中的任何前提条件或声明的未定义行为，而是核心语言子句中声明的行为。

这样，表达式 func() == 1 在两个版本的代码中都不会是常量表达式，并且编译器应该发出诊断，例如 GCC 在至少一个版本中所做的诊断显示的案例。

然而，正如我上面所暗示的，我不确定我对常量表达式要求的解释是否是这里预期的。

我猜想 [expr.const]/6.1 也可以被读取，这样未定义的行为要求根本不适用于 std::construct_at 调用，而仅适用于底层构造函数调用。但这似乎确实是无意的。

Answer 3

我错了，这不相关。

正如评论中提到的 ，它适用于最新版本的 clang。最初在 C++11 中不允许在 constexpr 构造函数中进行赋值（检查第 7.1.5 节中的 $4），但在我看来，在 C++14 （同一部分）中是允许的N3652。检查(7.1.5)/3和(7.1.5)/4的相关更改。因此，如果您使用 C++14 和 GCC 进行构建，那么您会遇到编译器错误。

这个答案很大程度上基于 另一个答案。