constexpr 函数和硬编码参数

Question

所以通常 constexpr 函数是在编译时执行的函数，当传递给它的参数也是 constexpr 所以如下：

constexpr int function(int x, int y){
   return x+y;
}

参数声明如下：

constexpr int x = 5;
constexpr int y = 6;

将在编译时执行，但参数声明如下：

int x=5;
int y=6;

不会的。我想知道如果我们以下列方式调用这个函数会发生什么：

function(5,6);

从技术角度来看，5 和 6 是右值，但没有办法（我猜）它们可以被强制转换为 constexpr（如果我们可以笼统地说关于强制转换为 constexpr），所以在我看来它将被执行在运行时。但是，没有实际理由在运行时执行它，因为 x 和 y 在编译时都是已知的。

所以我的问题是现实生活中的情况如何？这个函数是在运行时执行还是在编译时执行

Answer 1

constexpr int fun(int x, int y) { return x+y; }
fun(5,6) // << constant expression?

tl;dr

5 和 6 是常量表达式。因此fun(5,6) 也是一个常量表达式，并且将在编译时进行评估，这是强制性的（例如非类型模板）。

东西... 我快速浏览了标准，希望没有遗漏任何重要的点。

我们已经从@42 的回答中知道了：

• 根据 N4527，int 是 constexpr 函数 的有效参数类型，因为它是文字类型（因为它是标量类型，根据 §3.9/10相同的文档是文字类型）。因此，fun 是一个有效的 constexpr 函数。

• 它提供的代码将fun(5,6) 放入需要常量表达式并且似乎被某些编译器接受的上下文中。

现在的问题是这是否是有效的、符合标准的行为。

来自 N4527 的§5.20 说：

条件表达式 e 是一个核心常量表达式，除非按照抽象机 (1.9) 的规则对 e 的求值将求出以下表达式之一：

• 这里有一大堆阻止表达式成为核心常量表达式的事情

该列表不包含“带有常量表达式参数的 constexpr 函数”，因此它们是核心常量表达式（除非它们在使用时未定义）。

因此，如果5 和6 是常量表达式，那么fun(5,6) 是一个常量表达式，如果fun 是一个有效的constexpr 函数并且在使用它之前被定义。给定的函数满足 §7.1.5/3 中要求的约束并且是一个有效的 constexpr 函数。

5 和 6 都是 integer literals 类型 int 根据 §2.13.2

1) 整数字面量是没有句点或指数部分的数字序列，可选的分隔单引号在确定其值时会被忽略。 [...]

2) 整数字面量的类型是表 5 中可以表示其值的相应列表中的第一个。

后缀：none，十进制文字：int、long int、long long int

现在再次查看第 5.20 节，我们看到：两者都是常量表达式。

Answer 2

根据草案标准N45277.1.5/3 constexpr 说明符 [dcl.constexpr]（强调我的）：

constexpr 函数的定义应满足以下条件 约束：

(3.1) — 它不能是虚拟的 (10.3);

(3.2) — 它的返回类型应该是文字类型；

(3.3) — 它的每个参数类型都应该是文字类型；

...

因此，调用function(5,6); 满足constexpr 函数的定义，并在编译时执行。

另外，您可以使用std::integral_constant自行测试：

#include <iostream>
#include <type_traits>

constexpr int fun(int x, int y) {
   return x + y;
}

int main() {
    std::cout << std::integral_constant<int, fun(5, 6)>::value << std::endl;
}

LIVE DEMO

如果fun中的输入参数不是constexpr，编译会失败。