无法在模板参数中进行函数调用

Question

下面的程序可以正常编译。

#include <bitset>
#include <cmath>

int main()
{
    const int r = std::sqrt(100);
    std::bitset<r> n;
}

$ g++ -Wall -Wextra -pedantic -std=c++11 foo.cpp
$

但是下面的程序编译失败

#include <bitset>
#include <cmath>

int main()
{
    std::bitset<std::sqrt(100)> n;
}

$ g++ -Wall -Wextra -pedantic -std=c++11 bar.cpp 
bar.cpp: In function ‘int main()’:
bar.cpp:6:31: error: conversion from ‘__gnu_cxx::__enable_if<true, double>::__type {aka double}’ to ‘long unsigned int’ not considered for non-type template argument
     std::bitset<std::sqrt(100)> n;
                               ^
bar.cpp:6:31: error: could not convert template argument ‘std::sqrt<int>(100)’ to ‘long unsigned int’
bar.cpp:6:34: error: invalid type in declaration before ‘;’ token
     std::bitset<std::sqrt(100)> n;
                                  ^
bar.cpp:6:33: warning: unused variable ‘n’ [-Wunused-variable]
     std::bitset<std::sqrt(100)> n;
                                 ^

在我看来，这两个 C++ 程序是等价的。为什么第二个不能编译而第一个可以编译？

更新

一些答案说 std::sqrt() 通常不声明为 constexpr 但在 gcc 上通过声明 constexpr 扩展了它。但它仍然没有回答我的问题。

如果 std::sqrt() 没有声明为 constexpr，那么两个程序都应该编译失败。

如果在 gcc 中将 std::sqrt() 声明为 constexpr，那么两个程序都应该编译成功。

为什么只有第一个程序编译通过，而第二个程序编译失败？

Answer 1

第一个程序可能会为您编译，但它不可移植，因为 std::sqrt 函数未按标准指定为 constexpr。看来 GCC 已经决定实现它 constexpr:

template<typename _Tp>
  inline _GLIBCXX_CONSTEXPR
  typename __gnu_cxx::__enable_if<__is_integer<_Tp>::__value,
                                  double>::__type
  sqrt(_Tp __x)
  { return __builtin_sqrt(__x); }

但是另一个标准库实现可能没有 constexpr std::sqrt 函数，因此您的第一个程序不会在那里编译。

让我们简化代码，并稍微修改一下，以便准确涉及相关概念：

constexpr std::size_t r = 10.0;
std::bitset<r> b1;      // OK
std::bitset<10.0> b2;   // ill-formed

看起来 b1 和 b2 的声明确实应该以相同的方式处理，但是模板参数的隐式转换规则比其他地方的隐式转换规则更严格.

根据标准，当模板参数的类型（此处为 double）与传递给它的模板参数的类型（此处为 std::size_t）不同时，仅允许一组有限的转换，即 "conversions permitted in a converted constant expression" ([temp.arg.nontype]/5)。根据[expr.const]/3，转换后的常量表达式只能涉及以下转换：

用户定义的转化
左值到右值的转换
积分促销
非收缩转换的整体转换

在此上下文中不允许浮点整数转换，即使在 r 的初始化中允许它也是如此。

无法在模板参数中进行函数调用

Unable to make function call in template argument

c++

constants

bitset

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