编译时间检查和运行时检查'同时'答案

【问题标题】：Compile time check AND runtime check 'at the same time'编译时间检查和运行时检查'同时'
【发布时间】：2020-01-07 04:49:14
【问题描述】：

假设我有以下简化程序：

Link to godbolt.org:

#include <cassert>

struct Dimensions {

    Dimensions& operator=(int i) {
      assert(i != 0);
      return *this;
    }

};

int getDim();

int main() {
    Dimensions dims;
    dims = getDim();//ok, just use runtime assert
    dims = 0;//compile error wanted here
    return 0;
}

在第一种情况 (getDim) 中，无法检查编译时，因此我们很乐意仅在运行时进行检查。

但是，当理论上看起来有可能时，是否也可以在编译时检测到（对于第二种情况，dims = 0;）？（甚至可能带有某种重载或包装器？）

【问题讨论】：

@george_ptr 总是会给出编译时错误，因为i 在该上下文中的常量表达式中不可用。
草率地说，在dims = 0; 中，0 是一个运行时值。只有当您可以接受将其转换为编译时值时，您才能对其进行静态断言（例如，作为模板参数，如 StackDanny 建议的那样）
@Bathsheba ty，这是个好主意，但是我不能在实际情况下使用它甚至不是尺寸（我只是认为这样可以更好地传达含义）
@darune：不确定我应该 - 我认为这太特殊了，我不会自己做，我认为运行时断言就足够了。
想让它与std::is_constant_evaulated() 一起工作，但它的行为很奇怪，也许其他人能够修复它godbolt。

标签： c++ c++17 compile-time static-assert

【解决方案1】：

在 C 中使用 gcc 编译器执行的一种典型方法，在 C++ 中也可以使用：您使用 __builtin_constant_p 内置函数来检查表达式是否是不断求值的，然后检查表达式，然后调用用 @ 声明的函数987654323@ 或__attribute__((__error__))。像这样：

#include <cassert>
#include <type_traits>

#define CONCAT(a, b) a ## b
#define XCONCAT(a, b) CONCAT(a, b)
#define maybe_static_maybe_not_assert(expr) do { \
    if (__builtin_constant_p(expr)) { \
            if (!(expr)) { \
                extern __attribute__((__warning__( \
                "static_assert: expression: " #expr " will fail on runtime!" \
                ))) void XCONCAT(maybe_static_maybe_not_assert_warn, __LINE__)(); \
              XCONCAT(maybe_static_maybe_not_assert_warn, __LINE__)(); \
         } \
    } \
    assert(expr); \
} while(0)

struct Dimensions {

    Dimensions& operator=(int i) {
        maybe_static_maybe_not_assert(i != 0);
        return *this;
    }

};

int getDim();

int main() {
    Dimensions dims;
    dims = getDim();
    dims = 0;
    dims = 1;
    return 0;
}

使用优化编译时应该发出警告：

In member function 'Dimensions& Dimensions::operator=(int)',
    inlined from 'int main()' at <source>:32:12:
<source>:12:70: warning: call to 'maybe_static_maybe_not_assert_warn21' declared with attribute warning: static_assert: expression: i != 0 will fail on runtime! [-Wattribute-warning]
   12 |                 XCONCAT(maybe_static_maybe_not_assert_warn, __LINE__)(); \
      |                                                                      ^
<source>:21:9: note: in expansion of macro 'maybe_static_maybe_not_assert'
   21 |         maybe_static_maybe_not_assert(i != 0);
      |         ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Compiler returned: 0

这是_FORTIFY_SOURCE 在glibc 中实现的方式。

【讨论】：

msvc 也可以这样吗？（或铿锵声？）
clang 支持 gnu 扩展，因此它应该适用于 clang，但是您必须将 __attribute__((__warning__)) 更改为 __attribute__((__deprecated__))。 clang 无法识别warning 和error 属性，但有一个deprecated 属性，通常使用。
我想这对 MSVC 来说是不可能的吗？并且 MS 方面没有计划支持它（？）
我对 MSVC 没有经验，所以不打算回答。我从未见过在 MSVC 中执行 __builtin_constant_p 的方法。
@KamilCuk ：在clang 和__attribute__((__deprecated__)) 上如何工作？似乎在任何时候在源代码中调用函数时都会触发警告，而不管它是否会被调用，因此忽略了 DCE 优化。