使用is_constant_evaluated统一constexpr函数行为遇编译错误咨询

问题场景 #

使用GCC12.2编译器并开启-std=c++20编译选项编写代码，尝试通过std::is_constant_evaluated统一constexpr函数的行为，但调用LOGMSG(str1)时出现编译错误：

error: the value of ‘str1’ is not usable in a constant expression
      constexpr auto numArgs = count(FMT); 

相关代码 #

#include <memory>
#include <iostream>
#include <string.h>


template<size_t arrSize>
void print()
{
    std::cout << "Number of format characters: " << arrSize << "\n";
}

constexpr size_t countFormat(const char* format)
{
    if(format[0] == '\0')
       return 0;
    return (format[0] == '%' ? 1u : 0u) + countFormat(format + 1);
}

constexpr size_t count(const char* format)
{
    return std::is_constant_evaluated() ? countFormat( format ) : 0;
}

#define LOGMSG(FMT) {  
    constexpr auto numArgs = count(FMT); 
    print<numArgs>(); 
}

int main()
{
    const auto str1 = "Test %d %s";
    constexpr auto str2 = "Test %d %s";
    LOGMSG(str1);
    LOGMSG(str2);
    LOGMSG("Test %d %s");
    return 0;
}

错误原因 #

核心矛盾：const与constexpr变量的本质区别 #

str1是**const修饰的自动存储期变量**，而非constexpr变量：

• 虽然str1的值是字符串字面量，但它存储在栈上（自动存储期），其地址不属于常量表达式范畴。
• 当LOGMSG(str1)展开后，constexpr auto numArgs = count(str1);要求count(str1)必须是常量表达式（因为numArgs是constexpr变量），此时整个count函数的调用处于常量求值上下文，std::is_constant_evaluated()会返回true，进而执行countFormat(str1)。
• countFormat需要在常量求值中访问format指向的内容，但str1的地址不是常量表达式，无法在常量求值过程中被合法引用，因此触发编译错误。

对比成功案例的逻辑 #

• str2是constexpr变量：其地址属于常量表达式，能在常量求值中被countFormat正常访问。
• 直接传入字符串字面量：字符串字面量本身就是常量表达式，自然满足常量求值的要求。

关于std::is_constant_evaluated的误区 #

std::is_constant_evaluated()仅用于判断当前是否处于常量求值上下文，无法将非常量表达式的参数“转换”为常量表达式。只要count被用于初始化constexpr变量，就必须保证整个调用链都符合常量表达式的要求，而str1不满足这一前提。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bramasub