Константы во время компиляции

Question

Кажется, мне не хватает чего-то довольно фундаментального. Я пытаюсь использовать члены массива const во время компиляции.

const int list[3] = { 2, 5, 7 };
const int a = list[2]; // this doesn't error?

template<int N1, int N2>
struct tmax {
  enum { value = ((N1 > N2) ? N1 : N2) };
};

const int b = tmax<2,4>::value;
const int c = tmax<list[0],list[1]>::value; // error is here

int main()
{
  return 0;
}

Ошибки:

prog.cpp:10:24: error: 'list' cannot appear in a constant-expression
prog.cpp:10:30: error: an array reference cannot appear in a constant-expression

Вот соответствующая ссылка IDEOne

Так почему это не работает? Что мне не хватает? Что я должен делать по-другому?

Answer 1

Просто потому, что объект const не означает, что это константа времени компиляции.

main.cpp:10:20: error: non-type template argument is not a constant expression
const int c = tmax<list[0],list[1]>::value; // error is here
                   ^~~~~~~
main.cpp:10:20: note: read of non-constexpr variable 'list' is not allowed in a constant expression
main.cpp:1:11: note: declared here
const int list[3] = { 2, 5, 7 };
          ^

Это причина constexpr:

constexpr int list[3] = { 2, 5, 7 };

template<int N1, int N2>
struct tmax {
    enum { value = ((N1 > N2) ? N1 : N2) };
};

const int b = tmax<2,4>::value;
const int c = tmax<list[0],list[1]>::value; // works fine now

Что касается того, почему это работает:

const int a = list[2]; // this doesn't error?

инициализация const переменная не требует постоянного выражения:

int foo(int n) {
    const int a = n; // initializing const var with a non-compile time constant

Answer 2

Выражения не являются константными выражениями, если они содержат одно из нескольких запрещенных подвыражений. Один из таких запрещенных подвыражений:

• преобразование lvalue в rvalue (4.1), если оно не применяется к
  
  • glvalue целочисленного типа или типа перечисления, которое относится к энергонезависимому константному объекту с предшествующей инициализацией, инициализированной с помощью константного выражения, или
  • glvalue литерального типа, который ссылается на энергонезависимый объект, определенный с constexprили это относится к подобъекту такого объекта, или
  • glvalue литерального типа, который относится к энергонезависимому временному объекту, время жизни которого не закончилось, инициализируется постоянным выражением;

В частности, в то время как имя константного объекта типа enum или intergral, инициализированного константным инициализатором, образует константное выражение (чтение его значения является причиной преобразования lvalue в rvalue), подобъекты агрегированного объекта const (такого как как list в вашем примере массив) нет, но если бы объявили constexpr,

const int list[3] = { 2, 5, 7 };
const int a = list[2];

Это верно, но a не является константным выражением, потому что оно не инициализируется константным выражением.

Изменяя декларацию list (нам не нужно менять декларацию a), мы можем сделать a сформировать постоянное выражение.

constexpr int list[3] = { 2, 5, 7 };
const int a = list[2];

Как list[2] теперь постоянное выражение, a сейчас const объект интегрального типа, инициализированный с постоянным выражением так a теперь можно использовать как константное выражение.