为何该表达式非常量表达式？对应[expr.const]/5哪一条款？

示例代码 #

struct S {
    const bool x = true;
    constexpr const bool& f() { return x; }
} s{};

int main() {
  static_assert(s.f()); // 错误：s未被声明为'constexpr'
}

问题背景 #

这个问题和《How to make this pointer constant expression》重复，原因是表达式 E = s.f() 未执行左值到右值转换（[expr.const]/(5.8)）；但和《How to get std array size in a constant expression》不重复，因为表达式 E = s.f() 在作为求值环节一部分的constexpr函数 S::f 中，对 this 进行了求值操作（[expr.const]/(5.1)）。

核心问题：上述示例适用[expr.const]/5中的哪一项规则（如果有的话）？

解答 #

这个示例同时涉及[expr.const]/5下的两条规则：

1. [expr.const]/5.1：表达式求值过程中包含对非constexpr对象的this指针的求值。这里S::f是constexpr成员函数，调用s.f()时，函数内部的this指向全局对象s，但s并未被声明为constexpr对象。常量表达式求值不允许对非constexpr对象的this指针进行求值，这是触发错误的直接原因。
2. [expr.const]/5.8：表达式求值过程中包含对非constexpr对象的左值到右值转换。虽然E = s.f()本身未执行该转换，但static_assert(s.f())中需要将s.f()返回的左值引用转换为右值以获取true的数值，而该引用绑定的是s.x——非constexpr对象的成员，这种转换同样不符合常量表达式的要求。

编译器给出的错误提示s is not declared as 'constexpr'，主要对应[expr.const]/5.1的规则：因为constexpr函数f中使用了指向非constexpr对象s的this指针，导致整个s.f()表达式无法成为有效的常量表达式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mada