常量指针值

Constexpr pointer value

本文关键字：指针 常量      更新时间：2023-10-16

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。

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

-- reinterpret_cast
-- 具有未定义行为的操作 [注意：包括 [...] 某些指针算术 [...] -- 尾注]

第一个

项目符号排除了您的第一个示例。第二个示例被上面的第一个项目符号排除，加上 [expr.cast]/4 中的规则：

由 [...] a reinterpret_cast [...] 执行的转换可以使用显式类型转换的强制表示法执行。相同的语义限制和行为也适用。

第二个项目符号由 WG21 核心问题 1313 添加，并阐明了常量表达式中不允许在空指针上使用指针算术。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，仍然无法使用通过强制转换整数生成的值初始化constexpr指针，因为 constexpr 指针变量必须由地址常量表达式初始化，通过 [expr.const]/3，该表达式的计算结果必须为

具有静态存储持续时间的对象地址、函数的地址或 null 指针值。

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实现它们。

如果你的目标是声明一个执行静态初始化的变量，你可以简单地删除constexpr - clang 和 g++ 都会为此表达式发出一个静态初始值设定项。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，则有两种选择：

  • 重新构建代码，以便传递intptr_t而不是指针，并在需要时将其强制转换为指针类型(在常量表达式之外(，或者
  • 使用__builtin_constant_p((int*)0xFF) ? (int*)0xFF : (int*)0xFF .这种确切的表达式形式(条件运算符的左侧有__builtin_constant_p(禁用了条件运算符的严格常量表达式检查，并且是一个鲜为人知但有文档记录的、不受 gcc 和 clang 支持的不可移植的 GNU 扩展。

原因是(一次，非常有用(错误消息给出的原因是：常量表达式中不允许reinterpret_cast。它在 5.19(第 2 段(中被列为明确的例外之一。

将reinterpret_cast更改为 C 样式的强制转换仍然以语义等价物结束 reinterpret_cast ，所以这无济于事(而且消息再次非常明确(。

如果你有办法获取带有值0的指针，你确实可以使用p + 0xff但我想不出一种方法来获取这样一个带有常量表达式的指针。你可以像你一样依赖空指针值(0在指针上下文中，或者nullptr(在你的实现上具有0的值，但正如你所看到的那样，你的实现拒绝这样做。我认为这是允许这样做的。(例如，允许实现为大多数常量表达式提供帮助。

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