左值到右值转换是否应用于非类型左值模板参数？

Question

struct S{
   constexpr S() {};
};
template <auto x> void f();

int main() {

    S s{};
    f<s>();
}

首先，根据[temp.arg.nontype]/1

如果模板参数 (13.2) 的类型 T 包含占位符类型 (9.2.9.6) 或推导的 class 类型 (9.2.9.7) 的占位符，则参数的类型是为变量 x 推导的类型发明宣言

T x = template-argument;

如果模板参数声明（13.2）不允许推导参数类型，则程序格式错误。

我们的模板参数包含一个占位符类型auto ，因此参数的类型是为发明声明中的变量x推导出的类型auto x = s; 在这种情况下，参数的类型是S ，并且S是参数声明的允许类型，因为S是结构文字类型。

其次，根据 [temp.arg.nontype]/2

非类型模板参数的模板参数应是模板参数类型的转换常量表达式（7.7）。

这意味着模板参数s应该是一个转换后的常量表达式。 所以根据[expr.const]/10 ：

T T的表达式，其中转换后的表达式是常量表达式，并且隐式转换序列仅包含

• [..]
• (10.2) — 左值到右值的转换 (7.3.2)
• [..]

在应用任何隐式转换之前，我不确定左值s是否被转换为纯右值。 注意 C++14 中转换后的常量表达式的定义是相对变化的。 N4140 §5.19 [expr.const]/3：（强调我的）

T类型的转换常量表达式是一个表达式，隐式转换为T类型的纯右值，其中转换后的表达式是核心常量表达式，并且隐式转换序列仅包含 [..]

因此，根据 C++14，保证转换后的表达式在应用任何隐式转换之前转换为纯右值。

我不太确定左值到右值的转换是否应用于 template-argument s 。 换句话说，我不确定左值s是否被转换为纯右值。

所以一般来说，如果我将左值作为非类型模板参数的模板参数传递，左值到右值的转换是否应用于该左值？

除此之外，object s常量初始化了吗？

Answer 1

[expr.const]/10 的含义是，每当一个表达式出现在需要“类型T的转换常量表达式”的上下文中时，该表达式就“隐式转换为T类型”以及 [expr.const 中的附加限制]/10 应适用。

所以s没有“在应用任何隐式转换之前转换为纯右值”。 相反， s被隐式转换为类型S ，并且这种隐式转换可能涉及一些标准和/或用户定义的转换，例如左值到右值的转换。 要知道它是否存在，我们必须查看 [conv.general] 中的隐式转换规则。 特别是[conv.general]/6指出

任何隐式转换的效果都与执行相应的声明和初始化，然后使用临时变量作为转换的结果相同。 如果T是左值引用类型或对 function 类型 ([dcl.ref]) 的右值引用，则结果是左值，如果T是对 object 类型的右值引用，则结果是 xvalue，否则是纯右值。 当且仅当初始化使用它作为一个glvalue时，表达式E被用作一个glvalue。

我相信这里的措辞是旧标准版本的遗物。 它应该说的（用现代语言）是，当T是非引用类型时，将E隐式转换为T会产生一个纯右值，它会初始化其结果 object （称为t ），就好像通过T t = E; .

所以我们认为S t = s; 这个初始化有什么作用？ 它调用S的复制构造函数来初始化t ； [dcl.init.general]/16.6.2.1 。 在这种情况下，没有左值到右值的转换。 （class 类型上的左值到右值转换很少见，但确实发生在语言的某些地方，例如[expr.call]/12 ， [expr.cond]/7 。如果左值到右值转换是在s上执行，它也会调用复制构造函数； [conv.lval]/3.2 。但在这种特殊情况下，语言的规则不需要左值到右值的转换。）

因此，使用s作为S类型模板参数的模板参数的结果是生成了一个纯右值，它通过调用以s作为参数的复制构造函数来初始化其结果 object。 （这个特定的复制构造函数被隐式定义为不做任何事情，因为没有要复制的子对象。）

这回答了您关于是否应用左值到右值转换的问题。 （您可能想知道纯右值实际发生了什么，以及复制构造函数是否实际被调用，但这是一个单独的主题，我现在不想讨论，因为它会使这个答案太长。）

至于s是否是常量初始化的，是的。 它满足 (2.1)（因为它有一个初始化器）和 (2.2)，因为它的初始化的完整表达式是一个常量表达式（没有什么可以阻止它成为一个常量表达式，因为它除了调用constexpr什么都不做默认构造函数，它本身什么都不做）。 不过，我不确定这与您的其他问题有什么关系。