如果 constexpr 似乎只有在两种情况都有效时才有效

Question

给定以下代码：

template<typename T>
constexpr remove_reference_t<decltype(T{}.x, bool{})> has_x() {return true;}
template<typename T, class... U>
constexpr bool has_x(U...) {return false;}

class A { public: int x; };

int main()
{
    vector<int> vec;
    A my_a{};

    std::cout << has_x<decltype(my_a)>() << endl << has_x<decltype(vec)>() << endl;

    if constexpr(has_x<decltype(vec)>())
    {
        cout << vec.x << endl;
    }
    else
    {
        cout << size(vec) << endl;
    }
}

它只有在我注释掉 cout << vec.x << endl 时才能编译。这显然不会编译，但我对 if constexpr 的理解是：

If the value is true, then statement-false is discarded (if present), otherwise, statement-true is discarded

因此我认为"statement-true"应该被丢弃，但事实并非如此。如果我在 "statement-true" 中放置在任何一种情况下都有效的语句，它就会起作用。但是我得到了一个可能无效的声明：

error: class std::vector<int> has no member named x

我是不是做错了什么？

Live Example

Answer 1

使用 constexpr if，被丢弃的语句的主体在语法上必须仍然是正确的，即使它没有被编译。编译器在编译时知道

vec.x

不正确，所以你得到一个错误。如果您重构代码以使用像

这样的模板

template<typename T>
void foo(T& vec)
{
    if constexpr(has_x<T>())
    {
        cout << vec.x << endl;
    }
    else
    {
        cout << size(vec) << endl;
    }
}

int main()
{
    vector<int> vec;
    A my_a{};

    std::cout << has_x<decltype(my_a)>() << endl << has_x<decltype(vec)>() << endl;
    foo(vec);

}

然后

vec.x

在语法上是正确的，它不知道vec是什么，但它不是畸形代码，所以它通过了。然后，一旦模板被实例化，就评估 if 语句的条件并丢弃 vec.x，因此没有编译器错误。

通常情况下，您仅在模板上下文中使用 constexpr。您不必这样做，但如果您不需要，则必须确保主体在编译时进行编译，即使它会被丢弃，就像一个普通的旧 if 语句一样。

即使在模板内部，您仍然需要小心。如果 constexpr 的主体不依赖于模板参数，那么它将在模板实例化之前对其进行评估。使用

template <typename T>
void f() 
{
     if constexpr (std::is_integer_v<T>)
         // ...
     else
       static_assert(false, "T must be an integer type"); 
}

代码无法编译，因为 static_assert(false, "T must be an integer type") 在解析模板时触发。您必须使条件取决于模板类型，以便在实例化时对其进行评估，如

template<class T> struct always_false : std::false_type {};

template <typename T>
void f() 
{
     if constexpr (std::is_integer_v<T>)
         // ...
     else
       static_assert(always_false<T>, "T must be an integer type"); 
}

如果 constexpr 似乎只有在两种情况都有效时才有效

if constexpr Seems to Only Work if Both Cases are Valid

c++

reflection

metaprogramming

compile-time

if-constexpr