C++20标准下该代码是否合法？Clang接受GCC/MSVC拒绝

我原本认为，由于存在用户定义的转换运算符constexpr operator bool() const，x可以被用作bool类型的转换常量表达式。但GCC和MSVC拒绝这段代码，而Clang却能接受。请问根据C++20标准，这段代码是否合法？

代码示例 #

template<bool B>
struct s { constexpr operator bool() const { return B; } };
constexpr auto f(auto x) -> s<x> { return {}; }
static_assert(f(s<true>{})); // clang ok, gcc nope, msvc nope

编译器错误信息 #

GCC错误信息 #

<source>:3:32: 错误：模板实参1无效
    3 | constexpr auto f(auto x) -> s<x> { return {}; }
      |                                ^
<source>:3:32: 错误：模板实参1无效
<source>:3:32: 错误：模板实参1无效
<source>:3:32: 错误：模板实参1无效
<source>:3:29: 错误：无效的模板ID
    3 | constexpr auto f(auto x) -> s<x> { return {}; }
      |                             ^
<source>:3:32: 错误：在'>'标记前在函数体外使用参数
    3 | constexpr auto f(auto x) -> s<x> { return {}; }
      |                                ^
<source>:3:11: 错误：函数返回类型中推导的类类型's'
    3 | constexpr auto f(auto x) -> s<x> { return {}; }
      |           ^~~~
<source>:2:8: 注：'template<bool B> struct s'在此声明
    2 | struct s { constexpr operator bool() const { return B; } };
      |        ^
<source>:4:15: 错误：'f'未在此作用域中声明
    4 | static_assert(f(s<true>{}));
      |               ^

MSVC错误信息 #

<source>(4): error C2440: 'static_assert': 无法从's<x>'转换为'bool'
<source>(4): note: 没有可用的用户定义转换运算符可以执行此转换，或者无法调用该运算符

结论分析 #

根据C++20标准，这段代码不合法，Clang的接受属于编译器扩展或实现偏差。

核心问题出在函数f的返回类型s<x>上：

• 非类型模板实参要求是转换后的常量表达式，但模板实参的转换只允许标准转换序列，不包含用户定义的转换。这里的x是函数参数，即使它带有constexpr operator bool()，也无法通过用户定义转换将其转换为bool类型作为模板实参。
• 函数参数x在模板实参位置时，无法在编译期确定其值——模板实参必须在模板实例化阶段就完全确定，而函数参数的用户定义转换不属于该阶段允许的常量计算范畴，导致s<x>的模板实例化直接失败。
• 后续static_assert的错误本质是f因返回类型解析失败未被正确声明，或返回的s类型未完成有效实例化，自然无法触发operator bool()转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者303