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kroninberg
Asked:2025-03-19 04:24:35 +0800 CST2025-03-19 04:24:35 +0800 CST

为什么表达式 i = ++i + i++ 在 constexpr 函数中有效？

  • 772

在 cppreference 上我看到了 ub 的说法i = ++i + i++，记得在编译阶段似乎无法执行带有 ub 的代码，我决定通过抛出一些简单的代码来检查一下：

#include <iostream>

constexpr int func(int i){
    i = ++i + i++;
    return i;
}

constexpr int glob_i = func(1);

int main()
{
    std::cout << glob_i << "\n"; // выводит 4 
    return 0;
}

我不明白为什么这不会导致编译错误？如果编译通过，为什么运行时的类似计算会给出结果 5？

godbolt 上的示例：https://godbolt.org/z/rM8b7szz5
cppreference 上的文章，一切从这里开始https://en.cppreference.com/w/cpp/language/eval_order

c++

1 个回答

  1. Best Answer

    根据[expr.const] §10.8，如果表达式导致 NB（未定义行为），那么它就不再是constexpr表达式：

    （10）如果在按照抽象机（[intro.execution]）规则对表达式 E 进行求值时，不会产生下列结果之一，则表达式 E 为基本常量表达式：

    ...

    （10.8）— 导致未定义或错误行为的操作，如 [cpp] 之前的 [intro] 中所述。

    并且在[intro.defs] §3.65中还提到：

    常量表达式（[expr.const]）的评估绝不会导致 [cpp] 之前 [intro] 中明确声明为未定义的行为。

    那些。事实上，您的constexpr函数调用 NP 并不意味着它本身会导致编译错误。它将不再是constexpr （即，它只在运行时起作用）。

    但是如果您尝试将此函数的值分配给constexpr变量，则它应该已经导致编译错误。例如：

    constexpr auto f(const int* p) { return *p; }

int main()
{
    auto a = f(nullptr);           // OK, but runtime UB
    constexpr auto b = f(nullptr); // ERROR
    return a + b;
}

    我们可以看到，所有 3 个主要编译器都出现错误：https://godbolt.org/z/4bzd8YvvG

    但是编译器不能总是可靠地确定一个函数的行为是否是NP。我怀疑这就是你的情况。让我们来看一个简化版本：

    constexpr auto f(int i)
{
    i = ++i + i++;
    return i;
}

int main()
{
    auto a = f(42);           // OK, but runtime UB
    constexpr auto b = f(42); // should be ERROR
    return a + b;
}

    奇怪的是，所有 3 个编译器都可以工作：https://godbolt.org/z/Ta8j6Tsz9

    也就是说，在第一个例子中，编译器可以准确地确定 NP，但在第二个例子中却不能。这就是为什么gcc和clang只给出诊断消息，而msvc完全没有声音……

    • 7

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