循环constexpr

Question

我想在 C++ 中使用 constexpr 构建一些状态机，这要求状态及其转换也是 constexpr。如果状态机具有循环部分（例如，状态 1 有到状态 2 的转换，状态 2 有到状态 1 的转换），则需要循环 constexpr。但是，以下代码无法编译 (MSVC 2017)，因为必须在声明时初始化 constexpr：

class a
{
public:
    constexpr a(a const & v) : v(v) {}
    a const & v;
};

constexpr extern a x;
constexpr a y = a(x);
constexpr a x = a(y);

是否有解决方法或计划在 C++ 标准的未来修订版中解决此问题？

编辑：根据 erenon 的评论，我尝试了这个：

class a
{
public:
    constexpr a(a const & v) : v(v) {}
    a const & v;
};

constexpr a x_getter();

constexpr a y_getter() {
    return a(x_getter());
}

constexpr a x_getter() {
    return a(y_getter());
}

constexpr a test = x_getter();

但失败并显示一条有趣的警告消息：最后一行出现 Warning C4591 'constexpr' call-depth limit of 512 exceeded 和 expression did not evaluate to a constant 错误。

Answer 1

您可以将 x 和 y 隐藏在 class（或结构）中。即使您不想使用递归引用，出于信息封装的原因，这也是有益的：

#include <iostream>

class a
{
public:
    // use `a const *` to avoid overriding default copy-constructor
    constexpr a(a const *v_) : v(*v_) {}
    a const & v;
};

struct state_machine
{
    a const x,y;
    constexpr state_machine() : x(&y), y(&x) {}
private:
    // can't copy or move a state_machine (this implicitly deletes operator=):
    state_machine(state_machine&&) = delete;
};

constexpr state_machine sm;

int main(int argc, char **argv) {
    std::cout << "&x: " << &sm.x << ", &x.v: " << &sm.x.v << '\n';
    std::cout << "&y: " << &sm.y << ", &y.v: " << &sm.y.v << '\n';
    // state_machine sm2{sm}; // forbidden
}

以上代码已使用 -std=c++11 和 -std=c++14 使用 g++ 版本 5.4.1 和 6.2.0 进行了测试。我没有 MSVC 来检查。

循环constexpr

Cyclical constexpr

c++

cyclic-reference

c++11