Как получить constexpr `.size ()` нестатического члена std :: array

Эти ситуации немного разные.

В первом:

    static constexpr size_t length {u.bytes.size()};
        //invalid use of non-static data member 'Foo1::u'

Вы пытаетесь получить доступ к нестатическому члену данных без объекта. Это просто не то, что ты можешь сделать. С этим выражением должно быть что-то Foo1. В контексте нестатической функции-члена это неявно будет this->u, но там все равно должен быть какой-то объект. Есть только одно исключение: вам разрешено писать sizeof(Foo1::u).

Во втором:

    consteval int8_t length() const { return u.bytes.size(); };

Здесь указатель this сам по себе не является постоянным выражением (мы не знаем, на что он указывает), поэтому доступ к чему-либо через него не выполняется. Это часть более широкого случая константных выражений, использующих неизвестные ссылки, и это не влияет на постоянство выражения (см. Мое сообщение в блоге на проблема с размером массива constexpr). Недавно я написал статью по этой теме, в которой основное внимание уделялось ссылкам, но this - это узкое расширение поверх что.

В любом случае, сейчас это тоже не сработает, потому что все должно быть постоянным. Поэтому вам придется прибегнуть к тому, что вы предлагаете: выставить нужную константу отдельно.

Я рекомендую в первую очередь использовать переменную для определения размера:

union MyUnion {
    static constexpr std::size_t size = 32;

    using byte = std::uint8_t;
    using word = std::uint32_t;
    
    std::array<byte, size> bytes;
    std::array<word, size / sizeof(word)> words;
};

struct Foo1 {
    using Union = MyUnion;
    Union u;
    static constexpr std::size_t length = Union::size;
};

Почему имеет значение, что Foo1 :: u не является статическим членом?

Доступ к нестатическим членам можно получить только внутри функций-членов.

Я рекомендую использовать std::variant вместо union. Это намного проще в использовании.

Вы можете получить его прямо из типа

// direct
consteval static auto length() { return std::tuple_size<decltype(MyUnion::bytes)>::value; }
// with indirection
consteval static auto length() { return std::tuple_size<std::decay_t<decltype(u.bytes)>>::value; }

Или вы можете сделать это, создав новый экземпляр.

// direct
consteval static auto length() { return MyUnion{.bytes={}}.bytes.size(); }
// just the member + indirection
consteval static auto length() { return decltype(u.bytes){}.size(); }

За ошибки в коде

недопустимое использование нестатического члена данных 'Foo1 :: u'

означает, что вы не можете использовать нестатический член данных u без экземпляра (например, внутри функции члена static).

'this' не является постоянным выражением *

означает, что вы не можете позвонить this.length() (просто потому, что он consteval, но this здесь нет)

Почему? потому что это то, что говорит стандарт, иначе нет причин использовать спецификатор constexpr, потому что компилятор может сделать это, не так ли?

Связанный вопрос:

• Почему constexpr не работает автоматически?
• Почему std :: array :: size не статичен?