Question

以下程序将调用 fun 2 ^（MAXD + 1）次。最大递归深度不应超过MAXD（尽管我的想法是正确的）。因此编译可能需要一些时间，但它不应该占用我的RAM。

#include<iostream>

const int MAXD = 20;

constexpr int fun(int x, int depth=0){
  return depth == MAXD ? x : fun(fun(x + 1, depth + 1) + 1, depth + 1);
}

int main(){
  constexpr int i = fun(1);
  std::cout << i << std::endl;
}

问题在于吃掉我的RAM就是它的功能。当我将MAXD设置为30时，我的笔记本电脑在GCC 4.7.2快速分配3 gb左右后开始交换。我还没有尝试使用clang 3.1，因为我现在无法访问它。

我唯一的猜测是，这与GCC试图过于聪明并记住函数调用有关，就像它对模板一样。如果是这样的话，他们没有限制他们做多少memoization，如MRU缓存表的大小或其他东西，这似乎并不奇怪吗？我还没有找到一个禁用它的开关。

我为什么要这样做？我正在研究创建一个高级编译时库的想法，比如遗传编程或其他东西。由于编译器没有编译时尾部调用优化，我担心任何循环都需要递归（即使我调出最大递归深度参数，这看起来有点难看）将快速分配我的所有RAM和填充它与无意义的堆栈帧。因此，我想出了上面的解决方案，可以在没有深度堆栈的情况下获得任意多个函数调用。这样的功能可以用于折叠/循环或蹦床。

编辑：现在我已经在clang 3.1中尝试了它，它根本不会泄漏内存，无论我多长时间工作（即我制作MAXD有多高）。 CPU使用率几乎为100％，内存使用率几乎为0％，就像预期的那样。也许这只是GCC中的一个错误。

Answer 1

这可能不是关于constexpr的最终文件，但它是与gcc constexpr wiki.

相关联的主要文档

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2235.pdf

......它说......

我们（仍然）在常量表达式中禁止所有形式的递归。这不是绝对必要的，因为实施限制常量表达式评估中的递归深度将使我们免于死亡编译器永远递归的可能性。但是，直到我们看到一个令人信服的递归用例，我们不建议允许它。

所以，我希望你能够克服语言边界和gcc选择实现constexpr的方式（可能尝试生成内联的整个函数，然后评估/执行它）

Answer 2

你的答案在你的评论中“通过运行函数运行时并观察它，虽然我可以让它运行很长时间”，这是由你内心最递归的有趣调用（x + 1，深度+ 1）引起的

通过删除constexpr将其更改为运行时函数而不是编译时函数，并观察到它运行了很长时间，这表明它正在非常深地递归。

当编译器执行该函数时，它必须深度递归，但不会使用堆栈进行递归，因为它实际上并不是在生成和执行机器代码。

为什么这个constexpr代码会导致GCC占用我所有的RAM？

2 个答案: