非 constexpr 变体成员调用在 constexpr class 成员函数内编译，有条件 - 为什么？

Question

#include <variant>

struct S {
    constexpr auto f() -> void {
        // deleting the next line creates an error
        if(std::holds_alternative<int>(m_var))
            m_var.emplace<double>(5.0);
    }
    std::variant<int, double> m_var;
};

int main() {
    return 0;
}

std::variant 有一个非 constexpr 成员函数 emplace()。通常，您不能在 constexpr 函数中使用它。但是，如果您通过在该类型上使用 std::holds_alternative() 的条件包围该调用，则可以。还有其他 constexpr 函数，只要它们是 class.

中的成员函数

我无法理解发生了什么。我的第一反应是说这是一个错误。该条件不可能比根本没有条件更 constexpr。但也许这还为时过早。任何人都可以阐明这一点吗？为什么 emplace() 不是 constexpr 而（等类型）赋值是？

编辑：也许要扩展一点：一种猜测是所涉及变体的构造函数和析构函数可能是非 constexpr，这就是为什么 emplace 等不是。但有趣的是，即使您显式滥用非 constexpr 构造函数，您也可以使用这样的条件将函数编译为 constexpr。这使该论点无效。

神箭：here.

Answer 1

您实际上不需要深入研究 std::variant 就可以对此进行推理。这主要是关于常量表达式如何工作的。 constexpr 函数的定义方式必须允许在常量表达式中求值。对于某些参数我们是否运行变成不能出现在常量表达式中的东西并不重要，只要对于其他参数我们获得有效的常量表达式即可。标准中明确提到了这一点，例如

[dcl.constexpr]

5 For a constexpr function or constexpr constructor that is neither defaulted nor a template, if no argument values exist such that an invocation of the function or constructor could be an evaluated subexpression of a core constant expression, or, for a constructor, a constant initializer for some object ([basic.start.static]), the program is ill-formed, no diagnostic required. [ Example:
constexpr int f(bool b)
  { return b ? throw 0 : 0; }           // OK
constexpr int f() { return f(true); }   // ill-formed, no diagnostic required

struct B {
  constexpr B(int x) : i(0) { }         // x is unused
  int i;
};

int global;

struct D : B {
  constexpr D() : B(global) { }         // ill-formed, no diagnostic required
                                        // lvalue-to-rvalue conversion on non-constant global
};
— end example ]

看看 f(bool) 如何成为一个有效的 constexpr 函数？即使 throw 表达式可能不会在常量表达式中求值，它仍然可以出现在 constexpr 函数中。只要持续评估达不到就没问题。

如果没有组参数可以在常量表达式中使用 constexpr 函数，则程序为 ill-formed。这种 ill-formed 程序不需要诊断，因为仅从函数定义中检查此条件通常是很棘手的。然而，它是无效的 C++，即使编译器没有引发错误。但在某些情况下，它可以被检查，因此编译器可能有义务提出诊断。

您的 f 没有条件属于此类 ill-formed 结构。不管f怎么调用，它的执行都会导致调用emplace，它不能出现在常量表达式中。但它很容易检测到，因此您的编译器会告诉您这是一个问题。

你的第二个版本，带有条件，不再无条件地调用 emplace。现在是有条件的。条件本身依赖于 constexpr 函数，因此它不会立即 ill-formed。一切都取决于函数的参数（包括 this）。所以它不会立即引发错误。

非 constexpr 变体成员调用在 constexpr class 成员函数内编译，有条件 - 为什么？

Non-constexpr variant member call compiling inside constexpr class member function with condition - why?

c++

constexpr

c++17