c++ - Constexpr 指针值

Question

我试图声明一个初始化为某个常量整数值的 constexpr 指针，但 clang 挫败了我所有的尝试:

尝试 1:

constexpr int* x = reinterpret_cast<int*>(0xFF);

test.cpp:1:20: note: reinterpret_cast is not allowed in a constant expression

尝试 2:

constexpr int* x = (int*)0xFF;

test.cpp:1:20: note: cast which performs the conversions of a reinterpret_cast is not allowed in a constant expression

尝试 3:

constexpr int* x = (int*)0 + 0xFF;

test.cpp:1:28: note: cannot perform pointer arithmetic on null pointer

我试图做的事情是设计不允许的吗？如果是这样，为什么？如果没有，我该怎么做？

注意:gcc 接受所有这些。

Answer 1

正如 Luc Danton 指出的那样，您的尝试被 [expr.const]/2 中的规则阻止了，这些规则规定在核心常量表达式中不允许使用各种表达式，包括:

-- a reinterpret_cast
-- an operation that would have undefined behavior [Note: including [...] certain pointer arithmetic [...] -- end note]

第一个项目符号排除了您的第一个示例。第二个例子被上面的第一个项目符号加上来自 [expr.cast]/4 的规则排除:

The conversions performed by [...] a reinterpret_cast [...] can be performed using the cast notation of explicit type conversion. The same semantic restrictions and behaviors apply.

第二个项目符号由 WG21 core issue 1313 添加，阐明常量表达式中不允许对空指针进行指针运算。这排除了你的第三个例子。

即使这些限制不适用于核心常量表达式，仍然无法使用通过转换整数产生的值来初始化 constexpr 指针，因为必须初始化 constexpr 指针变量通过一个地址常量表达式，根据[expr.const]/3，它的计算结果必须为

the address of an object with static storage duration, the address of a function, or a null pointer value.

转换为指针类型的整数不是这些。

g++ 还没有严格执行这些规则，但它最近的版本已经越来越接近这些规则，所以我们应该假设它最终会完全执行它们。

如果您的目标是声明一个执行静态初始化的变量，您可以简单地删除 constexpr —— clang 和 g++ 都会为此表达式发出一个静态初始化器。如果出于某种原因需要此表达式成为常量表达式的一部分，您有两种选择:

• 重组您的代码，以便传递 intptr_t 而不是指针，并在需要时(在常量表达式之外)将其转换为指针类型，或者
• 使用 __builtin_constant_p((int*)0xFF) ？ (int*)0xFF : (int*)0xFF。这种确切的表达式形式(在条件运算符的左侧带有 __builtin_constant_p)禁用条件运算符中的严格常量表达式检查，并且鲜为人知，但 documented ， gcc 和 clang 都支持的非可移植 GNU 扩展。