std::construct_at 是否使联合的数组成员处于活动状态？

看这个例子（godbolt https://godbolt.org/z/fh888f5ab):

#include <memory>

union U {
    int i[1];
};

constexpr int foo() {
    U u;
    std::construct_at(u.i, 1);
    return u.i[0];
}

constexpr int f = foo();

gcc 和 msvc 成功编译了这个，但 clang 抱怨：

常量表达式中不允许构造没有活动成员的联合体成员“i”的子对象

哪个编译器是正确的？我认为 clang 在这里是错误的，因为 C++20 隐式创建对象（P0593 http://wg21.link/p0593）应该使这个程序有效（因为应该隐式创建数组，这应该使u.i活跃），但我不确定。

U u;

不开始的生命周期i子对象。开始除数组类型之外的变量的生命周期char, unsigned char or std::byte也不是特别有资格的操作之一隐式创建对象. [基本.介绍.对象]/13 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/basic#intro.object-13

因此此时i成员绝对不活动并且数组对象不活动。

正如@Sebastian 在问题评论中提到的，调用std::construct_at on u.i那么在常量表达式中不允许使用，因为[expr.const]/6.1 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/expr.const#6.1特别要求提供的指针指向一个对象，该对象的生命周期开始于常量表达式的求值期间（或者是从std::allocator).

因此，Clang 对我来说似乎是正确的。有一个针对此问题的开放 GCC 错误here https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=102286.

但我不确定这是否是预期的解释，因为如果成员使用非数组类型，Clang 确实接受该程序，根据我的推理，这同样是不允许的。

相关措辞是以下结果的结果this https://github.com/cplusplus/nbballot/issues/43评论。

无论如何，隐式对象创建并不打算发生在常量表达式中，尽管目前看来是这样的（question https://stackoverflow.com/questions/70556755/does-implicit-object-creation-apply-in-constant-expressions), see CWG 问题 2469 https://wg21.cmeerw.net/cwg/issue2469.

如果没有如下所述的隐式对象创建，则在需要常量表达式的上下文中的使用应该是格式错误的，独立于std::construct_at限制和以下考虑因素。

如果在常量表达式上下文之外使用，该构造是否具有定义的行为，我并不完全确定。

但我认为std::construct_at被指定为相当于新表达意味着它将调用operator new，指定在它返回的存储中隐式创建对象。[基本.介绍.对象]/13 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/basic#intro.object-13

Whether operator new必须是一个分配operator new我并不完全清楚是否要求这是真的。我认为“在返回的存储区域中”的措辞不需要它。

i属于类型int[1]，这是一个隐式生命周期类型，如果需要，可以通过有资格隐式创建对象的操作隐式创建它们。[基本.类型.一般]/9 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/basic#types.general-9

因此我认为construct_at将隐式创建一个数组对象u.i并开始它的生命周期。我也认为[基本.介绍.对象]/2 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/basic#intro.object-2将保证该对象成为联合的子对象，以便u.i会参考它。

然而，考虑到操作的存储只有单个的大小int并假设这也是中的存储[基本.介绍.对象]/13 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/basic#intro.object-13，只有长度的数组1可以在其中隐式创建。因此如果i长度大于1，隐式创建的数组不能与成员完全重叠，因此不能成为联合的子对象。

在这种情况下，隐式对象创建无法进行return u.i[0];定义的行为。

有一个关于这个问题的讨论here https://lists.isocpp.org/std-proposals/2021/09/3171.php这似乎表明已经形成了指向第一个元素的指针u.i在其生命周期之外是 UB，在这种情况下construct_at带数组的版本会更直接地具有 UB，但至少编译器接受两者auto x = u.i; and auto x = &u.i[0];不断地表达，没有抱怨。正如该答案的评论中提到的，这似乎也是错误的。

总而言之我认为std::construct_at一般可以not用于激活数组成员union.

但是，假设您更换std::construct_at打电话给

u.i[0] = 1;

然后这个赋值将开始数组对象的生命周期，如中所述[class.union.general]/6 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n4868/class.union#general-6。从 C++20 开始，这对于常量表达式也没有被取消资格。因此，如果在需要常量表达式的上下文中使用，代码不会格式错误，也不会在该上下文之外具有未定义的行为。