c++ - 如果表达式的求值需要对引用求值，为什么表达式不是 "core constant expression"？

Question

(这是对 this 问题的跟进。)

所以我想专门问一个问题来理解that answer中引用的标准语我收到了，我的确切问题在标题中。

老实说，甚至没有 cppreference我理解标准为什么这样说的原因。

但是，这是最小的示例:

#include <array>
int main() {
    auto arr = std::array<int,3>{{1,2,3}};
    constexpr auto size1 = arr.size(); // OK
    auto const& array = arr;
    constexpr auto size2 = array.size(); // does not compile
}

它没有编译错误(消息错误与 -std=11/14/17/2a 相同，因此两个极端的标记)

$ g++ -std=c++17 deleteme.cpp && ./a.out 
deleteme.cpp: In function ‘int main()’:
deleteme.cpp:6:39: error: the value of ‘array’ is not usable in a constant expression
    6 |     constexpr auto size2 = array.size(); // does not compile
      |                                       ^
deleteme.cpp:5:17: note: ‘array’ was not initialized with a constant expression
    5 |     auto const& array = arr;
      |                 ^~~~~

但如果我们删除 &，它会编译.

另一方面，如果我只依赖纸条，上面写着 ‘array’ was not initialized with a constant expression ，我会假设以下编译

#include <array>
int main() {
    constexpr auto arr = std::array<int,3>{{1,2,3}};
    constexpr auto size1 = arr.size(); // OK
    constexpr auto& array = arr;
    constexpr auto size2 = array.size(); // does not compile
}

但它没有，编译器说(消息错误与 -std=11/14/17/2a 相同)

$ g++ -std=c++17 deleteme.cpp && ./a.out 
deleteme.cpp: In function ‘int main()’:
deleteme.cpp:5:29: error: ‘arr’ is not a constant expression
    5 |     constexpr auto& array = arr;
      |                             ^~~

这基本上意味着 arr不是“常量表达式”，即使它是 constexpr ，这至少在我看来是一个非常糟糕的措辞。

Answer 1

我相信这是因为 constant-expression rules允许我们使用 address-of 运算符，如 this answer 中所暗示的那样.例如，this is legal :

void f() {
    int i, j;
    constexpr bool b = &i == &j; // OK, b := false since i and j are distinct objects
}

允许在常量表达式中使用引用似乎无害:

void g() {
    int i, j;
    int& r = j;
    constexpr bool b = &i == &r; // OK, surely?
}

但是我们可以使引用的指称依赖于一个非常量变量，然后将那个非常量值偷偷带进常量求值中:

void h(bool a) {
    int i, j;
    int& r = a ? i : j;
    constexpr bool b = &i == &r; // oops, b := a
}

应该可以放松一下the prohibition on evaluating references禁止获取(或使用？)引用地址，但肯定需要付出一些努力才能确保新语言达到预期效果。

附录:论文P2280R1 "Using unknown references in constant expressions"打算打击使您的原始示例格式错误的标准语。它(还)没有详细说明允许的内容，但似乎不允许形成或比较指向“未知”对象的指针，这些对象是 constexpr 上下文外部引用的引用对象，因此 g() 将继续无效，更何况 h()。