boost.hanaで「constexpr以外の変数 'a'の読み取りは定数式では許可されない」という問題を解決する方法

私はいくつかのメタプログラミングプログラムを書くためにBoost.hanaでc ++ 17を使用しています。私を悩ませた1つの問題は、static_assertのようなconstexprコンテキストで使用できる式の種類です。次に例を示します。

#include <boost/hana.hpp>

using namespace boost::hana::literals;

template <typename T>
class X {
public:
    T data;

    constexpr explicit X(T x) : data(x) {}

    constexpr T getData() {
        return data;
    }
};


int main() {
    {   // test1
        auto x1 = X(1_c);
        static_assert(x1.data == 1_c);
        static_assert(x1.getData() == 1_c);
    }
    {   //test2.1
        auto x2 = X(boost::hana::make_tuple(1_c, 2_c));
        static_assert(x2.data[0_c] == 1_c);

        // static_assert(x2.getData()[0_c] == 1_c); // read of non-constexpr variable 'x2' is not allowed in a constant expression
    }
    {   //test2.2
        auto x2 = X(boost::hana::make_tuple(1_c, 2_c));
        auto data = x2.getData();
        static_assert(data[0_c] == 1_c);
    }
}

まず、フィールドデータとアクセサーgetData（）を使用してクラスXを記述します。でメイン（）のTEST1の一部、x1.data及びx1.getData（）私は予想通り同じ挙動。しかし、中にTEST2の一部、ブースト::花のタプルの引数を変更し、まだ罰金に動作しますが、「のエラーで、コンパイルを失敗X2非constexprの変数の読み込み『』の定数式では許可されていません」。私は分割する場合はどうweiredことはありにし、それがうまく再コンパイルします。彼らは同じように振る舞うと思います。それで、誰もがこの例のstatic_assertで使用できない理由を説明するのを助けることができますか？static_assert(x2.data[0_c] == 1_c)static_assert(x2.getData()[0_c] == 1_c)x2.getData()[0_c]auto data = x2.getData();static_assert(data[0_c] == 1_c);x2.getData()[0_c]

再現するには：clang ++ 8.0 -I / path / to / hana-1.5.0 / include -std = c ++ 17 Test.cpp

問題はboost::hana::tuple、コピーコンストラクターがないことです。

それは持っているコンストラクタというルックスコピーコンストラクタのように：

template <typename ...dummy, typename = typename std::enable_if<
    detail::fast_and<BOOST_HANA_TT_IS_CONSTRUCTIBLE(Xn, Xn const&, dummy...)...>::value
>::type>
constexpr tuple(tuple const& other)
    : tuple(detail::from_index_sequence_t{},
            std::make_index_sequence<sizeof...(Xn)>{},
            other.storage_)
{ }

ただし、これはテンプレートであるため、コピーコンストラクタではありません。

以来boost::hana::tupleコピーコンストラクタを持っていない、1がされて暗黙的に宣言不履行として（以降、それは抑制されないと規定されboost::hana::tupleていない任意のコピーや移動コンストラクタや代入演算子をあなたはそれを推測し、ので、彼らは、テンプレートにはできません）。

ここでは、次のプログラムの動作で示される実装の相違を確認します。

struct A {
    struct B {} b;
    constexpr A() {};
    // constexpr A(A const& a) : b{a.b} {}    // #1
};
int main() {
    auto a = A{};
    constexpr int i = (A{a}, 0);
}

gccは受け入れますが、ClangとMSVCは拒否しますが、行#1がコメント化されていない場合は受け入れます。つまり、コンパイラーは、非（直接）空のクラスの暗黙的に定義されたコピーコンストラクターが定数評価コンテキスト内での使用を許可されるかどうかについて意見が異なります。

暗黙的に定義されたコピーコンストラクターの定義によれば、constexpr A(A const&) = default;gccが正しいので＃1がどのようにも異なることはありません。また、Bにユーザー定義のconstexprコピーコンストラクターClangとMSVCを再度受け入れると、これらのコンパイラーは、再帰的に空の暗黙的にコピー可能なクラスのconstexprコピーの構成可能性を追跡できないという問題があることに注意してください。MSVCおよびClangのバグを報告（Clang 11で修正）。

の使用operator[]はレッドニシンであることに注意してください。問題は、コンパイラーがなどの定数評価コンテキスト内でgetData()（コピーを構築するT）への呼び出しを許可するかどうかstatic_assertです。

明らかに、理想的なソリューションは、Boost.Hana boost::hana::tupleが実際のコピー/移動コンストラクターとコピー/移動割り当て演算子を持つように修正することです。（コードがユーザー提供のコピーコンストラクターを呼び出すため、これによりユースケースが修正されます。これは定数評価コンテキストで許可されています。）回避策として、getData()非ステートフルのケースを検出するためにハッキングを検討できますT。

constexpr T getData() {
    if (data == T{})
        return T{};
    else
        return data;
}

問題は、ランタイム値を取得してコンパイル時にテストしようとしているためです。

あなたができることは、コンパイル時に式をaを通して強制することです、decltypeそしてそれは魅力のように動作します:)。

static_assert(decltype(x2.getData()[0_c]){} == 1_c);

#include <boost/hana.hpp>

using namespace boost::hana::literals;

template <typename T>
class X {
public:
    T data;

   constexpr explicit X(T x) : data(x) {}

   constexpr T getData() {
        return data;
    }
};


int main() {
    {   // test1
        auto x1 = X(1_c);
        static_assert(x1.data == 1_c);
        static_assert(x1.getData() == 1_c);
    }
    {   //test2
        auto x2 = X(boost::hana::make_tuple(1_c, 2_c));
        static_assert(x2.data[0_c] == 1_c);

         static_assert(decltype(x2.getData()[0_c]){} == 1_c);

        auto data = x2.getData();
        static_assert(data[0_c] == 1_c);
    }
}

現在、式はコンパイル時に評価されるため、型はコンパイル時に認識され、計算時にも構築可能であるため、static_assert内で使用できます。

したがって、まず、getData()メソッドにconst修飾子がないため、次のようになります。

constexpr T getData() const

constexprとしてマークされていない場合、少なくとも標準的な観点から、変数はconstexprに昇格されません。

これはhana :: integral_constantに特化したx1タイプである必要はないことに注意してください。X結果は1_cユーザー定義のコピーコンストラクターのないタイプであり、内部にデータが含まれていないため、コピー操作getData()は実際には何も行われません。、したがって、式： static_assert(x1.getData() == 1_c); は実際のコピーが行われていないため、問題ありません（または非const thisポインターへのアクセスもx1必要です）。

これは、フィールド内のデータからのhana::tuple実際のコピー構築を含むコンテナとは大きく異なります。これには、ポインタへの実際のアクセスが必要です。これは、constexpr変数でもなかったの場合は必要ありませんでした。hana::tuplex2.datathisx1

この手段は、あなたは両方のあなたの意図が間違っを発現していることx1とx2、それは、少なくともために、必要であるx2constexprのように、これらの変数をマークするために、。また、基本的に空の（ユーザー定義のコピーコンストラクターがない）特殊化である空のタプルを使用しても、hana::tupleシームレスに機能することに注意してください（test3セクション）。

#include <boost/hana.hpp>

using namespace boost::hana::literals;

template <typename T>
class X {
public:
    T data;

    constexpr explicit X(T x) : data(x) {}

    constexpr T getData() const {
        return data;
    }
};

template<typename V>
constexpr auto make_X(V value)
{
    return value;
}

int main() {
    {   // test1
        auto x1 = X(1_c);
        static_assert(x1.data == 1_c);
        static_assert(x1.getData() == 1_c);
    }
    {   //test2
        constexpr auto x2 = X(boost::hana::make_tuple(1_c, 2_c));
        static_assert(x2.data[0_c] == 1_c);

        static_assert(x2.getData()[0_c] == 1_c); // read of non-constexpr variable 'x2' is not allowed in a constant expression

        auto data = x2.getData();
        static_assert(data[0_c] == 1_c);
    }
    {   //test3
        auto x3 = X(boost::hana::make_tuple());
        static_assert(x3.data == boost::hana::make_tuple());

        static_assert(x3.getData() == boost::hana::make_tuple());
    }
}