为何constexpr中超出作用域变量的地址等于零？

为什么这段代码能编译通过？ #

C++20扩展了constexpr函数的能力，允许在constexpr函数内获取自动变量（栈变量）的地址，但有个关键前提：只要不对这个地址进行解引用操作，编译期求值就是合法的。

你的代码里：

constexpr auto foo()
{
    int x = 5;    
    return &x;
}

static_assert(foo() == 0);

当foo()在编译期上下文（比如static_assert）中被调用时，编译器不会为x分配实际的栈内存。此时返回的地址是一个编译期占位值，GCC选择用0来表示这个无实际意义的地址——这完全符合C++标准的规则，标准允许编译器将这类未绑定到实际存储的指针映射为任意值，只要程序没有通过该指针访问内存。

必须注意的风险 #

如果尝试在运行期调用foo()并解引用返回的指针，会触发未定义行为：

int main() {
    int* p = foo();
    *p = 10; // 严重错误：运行期x已销毁，指针悬空；编译期返回的地址也无对应内存
}

只有在constexpr函数内部、同一个求值上下文里解引用这个地址才是合法的，比如：

constexpr int bar() {
    int x = 5;
    return *&x; // 合法，编译期直接返回5
}

标准规则简述 #

C++20标准明确，constexpr求值过程中获取自动变量的地址是允许的，但该指针的有效范围仅限于当前constexpr求值过程内部。如果将其传出到编译期求值上下文之外，编译器可以将其视为一个“无效占位指针”，只要程序不对其进行内存访问操作，代码就是合法的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Boris