C++17允许constexpr成员指针作模板实参的原因解析

已知C17引入了template<auto>特性，但下述示例未使用该特性，却仅能在C17环境下编译通过：

struct Foo
{
  int bar;
};

template<int Foo::*>
void takePtrToMember() {}

int main()
{
  takePtrToMember<&Foo::bar>(); // 此写法在所有版本均生效

  constexpr auto x = &Foo::bar;

  takePtrToMember<x>(); // 此写法仅在C++17生效

  return 0;
}

为什么无法在C++11中运行？ #

在C++11的规则里，针对指向成员指针这类非类型模板参数，允许的实参范围非常严格：只能是&类名::成员名这类直接表达式、空指针常量，或者同类型的模板参数。

虽然x是constexpr变量，值完全符合要求，但它属于命名的常量表达式，不在C++11允许的非类型模板实参范畴内，因此编译器会拒绝这种写法。

C++17做出了哪些改动使其被允许？ #

C++17大幅放宽了非类型模板实参的限制：只要某个表达式是符合模板参数类型要求的常量表达式，不管是直接书写的字面形式，还是命名的constexpr变量，都可以作为实参传递。

回到这个例子，constexpr变量x是类型为int Foo::*的常量表达式，完全匹配模板参数的类型，因此在C++17中被允许作为模板实参使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dragonroot