C++20数组类型复制初始化合法性及constexpr影响问题

先明确场景：我们讨论的是using t = int[1];（即t是大小为1的int数组类型）下的各种初始化情况，示例代码如下：

static_assert([]{
    using t = int[1];
    constexpr t a{};        // 所有编译器均通过
    constexpr t a = {};     // 所有编译器均通过
    constexpr t a = t{};    // Clang报错，GCC、MSVC通过
    t a = t{};              // Clang、MSVC报错，GCC通过
    constexpr auto a = t{}; // Clang、GCC报错，MSVC通过
    return true;
}());

1. t a = t{};中a的初始化是否合法？ #

根据C++20标准，该初始化是合法的。

t属于聚合类型（数组是聚合的一种），t{}是对数组的聚合初始化，会生成一个同类型的临时数组prvalue。对于聚合类型的拷贝初始化，当右侧是同类型的prvalue时，标准规定会将prvalue的每个元素逐个初始化到目标聚合的对应元素（参考[dcl.init.aggr]第11款）。这里不存在数组对象的拷贝（数组确实不能被拷贝），而是元素级别的初始化，因此符合标准要求。Clang和MSVC的报错属于实现行为与标准不一致的情况。

2. 将a标记为constexpr是否会影响t a = t{};的初始化行为？C++20标准对此有何规定？ #

constexpr不会改变初始化的核心行为，仅增加了常量初始化的要求。

C++20中，constexpr变量要求初始化过程必须是常量表达式，且变量的初始化要满足常量初始化的规则。对于constexpr t a = t{};：

• 初始化逻辑和非constexpr版本完全一致：依然是用临时数组prvalue的元素初始化目标数组的元素；
• 额外要求：t{}必须是常量表达式（这里int[1]{}显然满足，因为元素是值初始化的int常量），且整个初始化过程能在编译时完成。

只要满足常量表达式的要求，constexpr版本的合法性和非constexpr版本一致。

3. constexpr auto a = t{};的初始化情况如何？为何MSVC接受该写法？ #

根据C++20标准，该写法不合法，Clang和GCC的报错符合标准，MSVC属于实现扩展。

标准层面的分析： #

auto推导数组prvalue时，会触发数组到指针的隐式转换，最终推导出的类型是int*（参考[dcl.type.auto.deduct]第2款）。此时constexpr auto a = t{};等价于constexpr int* a = &(t{})[0];：

• 临时数组t{}是prvalue，其生命周期仅覆盖初始化表达式本身；
• 在常量表达式中，不允许取临时数组的地址（参考[expr.const]第5款，临时对象的地址不能作为常量表达式的结果），因此该初始化违反标准，Clang和GCC的报错是正确的。

MSVC接受的原因： #

MSVC可能实现了非标准的扩展：在constexpr auto初始化场景中，将数组prvaluet{}直接当作聚合初始化的列表处理，推导auto为数组类型t（即int[1]），此时constexpr auto a = t{};等价于constexpr t a = t{};——而后者符合标准，因此MSVC可以通过编译。但这属于MSVC的特化行为，不满足C++20标准的通用规则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者303