“if constexpr()”与“if()”之间的区别

Question

if constexpr() 和if() 有什么区别？

我可以在何时何地同时使用它们？

Answer 1

唯一的区别是if constexpr 在编译时被评估，而if 不是。这意味着分支可以在编译时被拒绝，因此永远不会被编译。

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假设您有一个函数length，它返回一个数字的长度，或者具有.length() 函数的类型的长度。你不能在一个函数中做到这一点，编译器会抱怨：

template<typename T>
auto length(const T& value) noexcept {
    if (std::integral<T>::value) { // is number
        return value;
    else
        return value.length();
}

int main() noexcept {
    int a = 5;
    std::string b = "foo";

    std::cout << length(a) << ' ' << length(b) << '\n'; // doesn't compile
}

错误信息：

main.cpp: In instantiation of 'auto length(const T&) [with T = int]':
main.cpp:16:26:   required from here
main.cpp:9:16: error: request for member 'length' in 'val', which is of non-class type 'const int'
     return val.length();
            ~~~~^~~~~~

那是因为当编译器实例化length时，函数会是这样的：

auto length(const int& value) noexcept {
    if (std::is_integral<int>::value) { // is number
        return value;
    else
        return value.length();
}

value 是int，因此没有length 成员函数，因此编译器会抱怨。编译器看不到 int 永远不会到达该语句，但这没关系，因为编译器无法保证。

现在您可以专门化length，但是对于很多类型（例如在这种情况下 - 每个数字和具有length 成员函数的类），这会导致大量重复代码。 SFINAE也是一种解决方案，但是它需要多个函数定义，这使得代码比下面需要的要长很多。

使用if constexpr而不是if意味着分支（std::is_integral<T>::value）将在编译时被评估，如果它是true，那么所有其他分支（else if和else）都会被丢弃.如果是false，则检查下一个分支（此处为else），如果是true，则丢弃所有其他分支，依此类推……

template<typename T>
auto length(const T& value) noexcept {
    if constexpr (std::integral<T>::value) { // is number
        return value;
    else
        return value.length();
}

现在，当编译器将实例化 length 时，它将如下所示：

int length(const int& value) noexcept {
    //if (std::is_integral<int>::value) { this branch is taken
        return value;
    //else                           discarded
    //    return value.length();     discarded
}

std::size_t length(const std::string& value) noexcept {
    //if (std::is_integral<int>::value) { discarded
    //    return value;                   discarded
    //else                           this branch is taken
        return value.length();
}

所以这两个重载是有效的，代码会编译成功。

Answer 2

普通的if声明：

• 每次控制到达时都会评估其条件（如果有的话）
• 确定要执行两个子语句中的哪一个，跳过另一个
• 无论在运行时实际选择了哪一个，都要求两个子语句格式正确

if constexpr 声明：

• 在提供所有必要的模板参数后，在编译时评估其条件
• 确定要编译两个子语句中的哪一个，丢弃另一个
• 不要求丢弃的子语句格式正确