如何在constexpr上下文中使用consteval函数参数？

直接使用consteval参数的尝试 #

尝试在consteval函数中用参数作为std::array的模板参数，但编译器报错参数不是constexpr：

consteval auto foo(int size) {

        std::array<int, size> arr; // error: size is not constexpr

        auto const_size = std::meta::reflect_constant(size);
        auto array_type = std::meta::substitute(^^std::array, {^^int, const_size});

        [:array_type:] arr; // error: array_type is not constexpr

        // 调用foo(10)时可以查看数组类型：
        // error: uncaught exception ‘&"std::array<int, 10>"[0]’
        throw std::meta::display_string_of(array_type).data();
}

使用反射工具的替代方案 #

改用std::meta::reflect_constant_array或std::meta::define_static_array可以生成数组，但无法直接获取尺寸信息：

consteval auto foo(int size) {
        auto helper = std::ranges::views::iota(0, size);

        auto arr_refl = std::meta::reflect_constant_array(helper);
        auto arr = std::meta::extract<const int*>(arr_refl);

        // 调用foo(5)时可以查看静态数组：
        // error: uncaught exception ‘&"const int [5]{0, 1, 2, 3, 4}"[0]’
        throw std::meta::display_string_of(arr_refl).data();
}

非类型模板参数的可行方案 #

改用非类型模板参数可以轻松实现需求：

template<int S> consteval auto foo() { std::array<int, S> arr; }

对反射实现与语言设计的观察 #

注意到可以用非constexpr值实例化非类型模板参数：std::meta::define_static_array的实现中，extract()会隐式实例化template<> __fixed_array，将非constexpr的r值存入静态存储（代码来自P3491R3）：

// From P3491R3
template <typename T, T... Vs>
inline constexpr T __fixed_array[sizeof...(Vs)]{Vs...};

template <ranges::input_range R>
consteval auto reflect_constant_array(R&& r) -> info {
        auto args = vector<info>{^^ranges::range_value_t<R>};
        for (auto&& elem : r) {
                args.push_back(reflect_constant(elem));
        }
        return substitute(^^__fixed_array, args);
}

template <ranges::input_range R>
consteval auto define_static_array(R&& r)
    -> span<ranges::range_value_t<R> const>
{
    using T = ranges::range_value_t<R>;

    // 生成数组（info类型）
    auto array = meta::reflect_constant_array(r);

    // 转换为span
    return span<T const>(extract<T const*>(array), extent(type_of(array)));
}

C++语言似乎刻意阻止将函数参数转为constexpr，或者将求值器已知的值反射为constexpr变量，目前不清楚这样设计的原因。即使借助静态反射，也只能通过extract()的技巧实现，但需要显式指定返回模板参数，相当于堵住了直接利用参数作为constexpr的路径。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Iris