Question

为什么在编译时不对constexpr函数求值，而在运行时在主函数的return语句中求值？

它尝试了

ItemsSource

结果是

<toolkit:AutoCompleteBox x:Name="boxbox" Height="23"
  ItemsSource="{Binding surname}"
SelectedItem="{Binding surname, Mode=TwoWay}" Margin="93,38,119,95" />

使用gcc 8.2。但是当我在return语句

中调用该函数时

template<int x>
constexpr int fac() {
    return fac<x - 1>() * x; 
} 

template<>
constexpr int fac<1>() {
    return 1; 
} 

int main() {
    const int x = fac<3>();
    return x;
}

我知道

main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     DWORD PTR [rbp-4], 6
        mov     eax, 6
        pop     rbp
        ret

为什么在编译时评估第一个代码，而在运行时评估第二个代码？

我还尝试了clang 7.0.0的两个代码片段，并在运行时对其进行了评估。为什么这对于clang无效的constexpr？

所有评估均在Godbolt编译器资源管理器中完成。

Answer 1

关于constexpr的一个常见误解是“这将在编译时进行评估” ¹。

不是。引入constexpr是为了让我们编写自然的代码，这些代码可以在需要它们的上下文中生成常量表达式。这表示“这必须在编译时才能评估” ，这是编译器将检查的内容。

因此，如果您编写了一个返回整数的constexpr函数，则可以使用它来计算模板参数，constexpr变量的初始化程序（如果是整数类型，则为const ）或数组大小。您可以使用该函数获取自然的，说明性的，可读的代码，而不用使用过去需要使用的旧元编程技巧。

但是constexpr函数仍然是常规函数。 constexpr说明符并不意味着编译器拥有 ²可以对其进行优化以使其在编译时进行折叠并进行恒定折叠。最好不要将其混淆为这样的提示。

_{¹-感谢user463035818的措词。

²-c++20和consteval是另外一个故事：)}

Answer 2

StoryTeller的回答很好，但是我认为可能会有一点不同。

使用constexpr，可以区分三种情况：

在编译时上下文中需要结果，例如数组大小。在这种情况下，也必须在编译时知道参数。评估是在编译时可能，并且至少所有可诊断的错误都将在编译时发现。
仅在运行时知道参数，而在编译时不需要结果。在这种情况下，评估必须在运行时进行。
这些参数可能在编译时可用，但仅在运行时需要结果。

第四个组合（参数仅在运行时可用，编译时需要结果）是错误；编译器将拒绝此类代码。

现在，在情况1和3中，由于所有输入均可用，因此计算可以在编译时进行。但是为了方便第2种情况，编译器必须能够创建运行时版本，并且在可能的情况下，它可能会决定在其他情况下也使用此变体。

例如一些编译器内部支持可变大小的数组，因此即使该语言需要编译时数组范围，实现也可能会决定不这样做。

返回语句中的C ++ constexpr函数

2 个答案: