Wie kann ich den Fehler „Nicht-Typ-Vorlagenargument ist kein konstanter Ausdruck' in Constexpr-Funktionen mit Referenzen beheben?

Referenzieren nicht konstanter Parameter in Constexpr-Funktionen

Betrachten Sie die folgende Funktionsvorlage:

template <size_t S1, size_t S2>
auto concatenate(const std::array<uint8_t, S1>& data1,
                 const std::array<uint8_t, S2>& data2)
{
    // Error in constexpr contexts due to reference parameter
    std::array<uint8_t, data1.size() + data2.size()> result;

    // ...
}

Verwenden von Clang 6.0 Mit C 17 schlägt die Kompilierung dieses Codes fehl und es kommt die Fehlermeldung „Non-Type-Template-Argument ist keine Konstante.“ Ausdruck." Das Auswerten von Referenzen innerhalb von constexpr-Funktionen ist aufgrund möglicher Aliasing-Probleme problematisch.

Den Standard verstehen

Gemäß dem C-Standard ([expr.const]/4) ist an Ausdruck kann kein Kernkonstantenausdruck sein, wenn er zu einer Referenz ausgewertet wird, die:

• keinen hat vorangehende Initialisierung
• Wurde vor der Auswertung des konstanten Ausdrucks erstellt

Lösung

Um dieses Problem zu beheben, kann man die problematische Referenz ersetzen Parameter mit seinem entsprechenden Vorlagenparameter:

template <size_t S1, size_t S2>
auto concatenate(const std::array<uint8_t, S1>& data1,
                 const std::array<uint8_t, S2>& data2)
{
    // Problem solved by using S1 + S2 instead
    std::array<uint8_t, S1 + S2> result;

    // ...
}

Durch die direkte Verwendung der Vorlagenparameter entfällt die Notwendigkeit, Referenzen auszuwerten constexpr-Kontexte und stellen sicher, dass die Funktion in Auswertungen konstanter Ausdrücke verwendet werden kann.

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