static_assert 如果表达式是 constexpr

Question

我想创建一个 class 模板

template <class T>
class X {
  // here I'll use T::value (among other things)
};

T::value 通常是一个 constexpr 静态变量，但并非总是如此。 T::value 必须是正值，所以我想尽可能在编译期间让人们知道它。

如果 T::value 始终是 constexpr，我会添加 static_assert，例如

static_assert(T::value > 0, "need positive number");

是否可以仅在 T::value 是 constexpr 的情况下添加此 static_assert？

Answer 1

这对我在 clang++ 上有效：

#include <type_traits>

// The default case, returns true if the value is not constant.
template <typename T, typename = void>
struct IsNonConstantOrPositive {
    static const bool value = true;
};

// The `constexpr` case. We check if we can evaluate `T::value == 0` which can only
// be evaluated at compile-time if `T::value` is constant. The whole `enable_if` thing
// is to provide a substitution to ensure SFINAE.
template <typename T>
struct IsNonConstantOrPositive<T, typename std::enable_if<T::value==0||true>::type> {
    static const bool value = T::value > 0;
};

template <typename T>
struct X {
    static_assert(IsNonConstantOrPositive<T>::value, "T::value should be positive");
};

示例：

struct A {  // const > 0, should succeed
    static const int value = 123;
};

struct B {  // const <= 0, should fail
    static const int value = -1234;
};

struct C {   // non-const, should succeed
    static int value;
};

int main() {
    X<A> a;     // ok
    //X<B> b;   // error
    X<C> c;     // ok
}

Answer 2

我们可以写一个 is_valid 带有两个重载的模板函数（想出一个更好的名字）：

template <typename T, int N = T::value>
constexpr bool is_valid(int) {
    return N > 0;
}

template <typename T>
constexpr bool is_valid(...) {
    return true;
}

第一个重载只有在T::value是常量表达式时才有效，否则会被SFINAEd输出。无论如何，第二个重载都是有效的，因此我们使用虚拟 int 参数来消除重载的歧义。

现在我们这样测试：

static_assert(is_valid<T>(0), "need positive number");

Live Demo

Answer 3

我认为测试变量的 const(expr)-ness 会很好，可以像这样使用：

struct T {
    ...
    static_assert(!IS_CONSTANT_VAR(value) || value > 0, "trouble is afoot");
};

下面的实现使用与 kennytm 的解决方案类似的策略来在非常量引用上失败。它适用于 Clang 和 GCC。

#include <type_traits> // enable_if

template<typename T, T& var, typename = void> struct is_constant_var_impl {
    static constexpr bool value = false;
};
template<typename T, T& var>
struct is_constant_var_impl <T, var, typename std::enable_if<(double)var == (double)var>::type> {
    // (double) cast above to thwart GCC's agressive constant folding;
    // perhaps could be removed with a bit more finesse
    static constexpr bool value = true;
};
#define IS_CONSTANT_VAR(...) (is_constant_var_impl<decltype(__VA_ARGS__), (__VA_ARGS__)>::value)

优点

模板可以在不同的类或静态成员名称中重复使用
static_assert

缺点

不适用于 MSVC
（也许？）使用 C++14
毛

static_assert 如果表达式是 constexpr

static_assert if expressions is constexpr

c++

static-assert

sfinae

typetraits

优点

缺点