为何在模板参数场景中constexpr与const不能互换？

我查阅过一些关于constexpr的资料，理解constexpr表示可在编译期完全确定的内存位置（对象、函数等）。但在以下模板代码中，尝试将模板头的const替换为constexpr时会编译报错，而用const则能正常运行。

示例代码 #

code.h #

#ifndef CODE_H
#define CODE_H

#include<vector>
#include<numeric>
#include<cstddef>
#include<algorithm>
#include<iostream>

using std::vector;
using std::iota;
using std::size_t;
using std::for_each;
using std::cout;
using std::endl;

//template<typename T, constexpr size_t s, constexpr T min>
template<typename T, const size_t s, const T min>
class obj{
  public:
   obj();
   obj(const obj&)=delete;
   obj& operator=(const obj&)=delete;
   void print();

  protected:

  private:
  vector<T>v = vector<T>(s); 
};


//template<typename T, constexpr size_t s, constexpr T min>
template<typename T, const size_t s, const T min>
obj<T,s,min>::obj(){
 iota(v.begin(), v.end(), min); 
}

//template<typename T, constexpr size_t s, constexpr T min>
template<typename T, const size_t s, const T min>
void obj<T,s,min>::print(){
 for_each(v.begin(), v.end(), [](const T& t){cout << t << " ";});
 cout << endl;
 return;
}

#endif

main.cpp #

#include "code.h"

int main (){
  obj<int,5,0> V;
  V.print();
  return 0;
}

编译报错信息 #

将模板头替换为constexpr版本后，用g++ 11.3.1开启-Wfatal-errors和-std=c++17编译时，会报如下错误：

In file included from main.c:1:
code.h:17:22: error: a parameter cannot be declared ‘constexpr’
   17 | template<typename T, constexpr size_t s, constexpr T min>
      |                      ^~~~~~~~~
compilation terminated due to -Wfatal-errors.

原因解析 #

1. 模板非类型参数的本质要求 #

模板实例化是编译期行为，因此所有非类型模板参数本身就必须是编译期可求值的常量表达式——这是C++语言的强制规则，不需要额外用constexpr声明。比如示例中obj<int,5,0>的5和0，本身就是编译期常量，完全符合要求；如果传入运行时才能确定的值（比如int x; std::cin >> x; obj<int,x,0> V;），编译器本来就会直接报错，根本不需要额外限制。

2. const在模板参数中的作用 #

示例里的const size_t s其实是冗余的：模板非类型参数本身就是不可修改的右值，加上const只是显式强调参数在模板内部不可修改，但即使不加const，你也无法修改模板参数的值。所以这个const加不加都不影响编译，只是代码风格层面的明确。

3. constexpr不能用于模板参数声明的语法规则 #

C++标准明确规定，模板参数的修饰符中不允许出现constexpr关键字。constexpr的作用是修饰变量、函数等，表明它们可以在编译期求值，但模板非类型参数已经被强制要求是编译期常量，因此既不需要也不允许用constexpr来修饰。编译器的报错正是因为违反了这个语法规则，和逻辑需求无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vinod