常量求值阶段的所有表达式均为常量表达式吗？C++标准示例疑问

先看你给出的示例代码：

constexpr int incr(int& n)
{
    return ++n;
}
 
constexpr int g(int k)
{
    constexpr int x = incr(k); // error: incr(k) is not a core constant
                               // expression because lifetime of k
                               // began outside the expression incr(k)
    return x;
}
 
constexpr int h(int k)
{
    int x = incr(k); // OK: x is not required to be initialized
                     // with a core constant expression
    return x;
}
 
constexpr int y = h(1); // OK: initializes y with the value 2
                        // h(1) is a core constant expression because
                        // the lifetime of k begins inside the expression h(1)

疑问1：h函数中的int x = incr(k);为何在编译期求值也合法？ #

关键区别在于变量的类型：h里的x是普通自动变量，不是constexpr变量。

• constexpr变量要求初始化表达式必须是核心常量表达式，但普通自动变量没有这个强制要求。
• 当h(1)被用来初始化constexpr int y时，整个进入编译期常量求值流程：参数k的生命周期始于h(1)的求值过程中，调用incr(k)修改的是这个生命周期在当前常量求值范围内的非volatile字面类型对象，完全符合核心常量表达式的修改规则。
• 这里incr(k)只是用来初始化普通变量x，不需要单独满足核心常量表达式的要求——只要整个h(1)的求值过程整体符合核心常量表达式规则，就能合法完成编译期求值。

对比g函数里的constexpr int x = incr(k);，因为x是constexpr变量，必须用核心常量表达式初始化，但incr(k)修改的k的生命周期始于g的参数传递（也就是incr(k)这个表达式之外），违反了核心常量表达式的修改规则，所以报错。

疑问2：常量求值过程中的所有表达式是否都属于常量表达式？ #

不是。

常量求值是一个执行流程，流程里的子表达式不一定都要满足核心常量表达式的要求——只有当某个子表达式被明确要求必须是核心常量表达式时（比如初始化constexpr变量、作为constexpr模板的实参、用于static_assert的条件等），才需要符合规则。

像h函数里的incr(k)，它是常量求值过程中的子表达式，但因为只是用来初始化普通自动变量，不需要单独成为核心常量表达式。只要整个h(1)的求值过程整体符合核心常量表达式的要求，就能用来初始化constexpr变量y。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SomeoneWithPassion