无法在C ++中使std :: array成为constexpr

Question

我在以下代码中收到VS2017的``错误C3615：constexpr函数'to_array'无法导致常量表达式''的编译器错误：

#include <stdio.h>
#include <array>

template <typename T>
static constexpr std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> to_array(T value)
{
    std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> result {};

    for (std::size_t i{ sizeof(T) }; i != 0 ; --i)
    {
        result[i - 1] = static_cast<uint8_t>(value >> ((sizeof(T) - i) * 8));
    }

    return result;
}

int main()
{
    constexpr uint64_t sample = UINT64_C(0xab28ecb46814fe75);

    //error C3615: constexpr function 'to_array' cannot result in a constant expression
    constexpr auto a = to_array(sample);

    return 0;
}

如果理论上std :: array可以是constexpr ，为什么我在这里得到错误？

EDIT1：

它编译时没有循环：

template <typename T>
static constexpr std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> to_array(T value)
{
    std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> result {};

    //this is OK
    return result;
}

EDIT2：

循环的完整错误消息是：

error C3615: constexpr function 'to_array' cannot result in a constant expression
note: failure was caused by an uninitialized variable declaration
note: see usage of 'result'

Answer 1

如果理论上std :: array可以是constexpr ，为什么我在这里得到错误？

您所提供的链接处理构建 std::array的一部分constexpr ，没有做别的吧，像你一样。

它编译没有循环

您的错误与循环本身无关，因为它与在constexpr函数体内的std::array operator[]直接使用有关。

自C ++ 17以来 ， std::array operator[] 是constexpr ，但似乎MSVC 19尚未实现它，即使它在规范中。 因此，在您的情况下，启用C ++ 17（编译器标志/std:c++latest ）进行构建将无法直接解决问题：-(

好消息是MSVC 20符合标准 :-)

Answer 2

完整的错误消息是：

error C2131: expression did not evaluate to a constant
note: failure was caused by call of undefined function or one not declared 'constexpr'
note: see usage of 'std::array<uint8_t,8>::operator []'
note: while evaluating 'to_array(12333367839138578037)'
fatal error C1903: unable to recover from previous error(s); stopping compilation

现在，如果我们看一下operator[]的声明，我们会发现在该版本的Microsoft STD实现中它还不是constexpr ：

reference operator[](_In_range_(0, _Size - 1) size_type _Pos)

解决方法是使用C数组，然后将其转换为std::array ：

template<std::size_t... is, std::size_t n = sizeof...(is)>
constexpr std::array<std::uint8_t, n>
    to_array(std::uint8_t (&arr)[n], std::index_sequence<is...>)
{
    return {arr[is]...};
}

template <typename T>
constexpr std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> to_array(T value)
{
    std::uint8_t result[sizeof(T)];
    ...
    return to_array(result, std::make_index_sequence<sizeof(T)>{});
}

要么

template<typename T, std::size_t... is>
constexpr std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> 
    to_array(T value, std::index_sequence<is...>)
{
    return {static_cast<std::uint8_t>(value >> ((sizeof(T) - is - 1) * 8))...};
}

template <typename T>
constexpr std::array<std::uint8_t, sizeof(T)> to_array(T value)
{
    return to_array(value, std::make_index_sequence<sizeof(T)>{});
}

但是无论如何，您不能在constexpr上下文中对结果使用operator[] 。

Answer 3

我今天遇到了这个问题。 我决定尝试包装std :: array以查看是否可以添加constexpr支持。 我才刚开始，并且在我使[]运算符重载之前，这种方法确实起作用了。

template <typename T, unsigned S> struct _array : public std::array<T,S> {};

现在可以使用_array代替std :: array。