constexpr if 的等效三元运算符？

Question

也许我遗漏了一些东西，但我找不到任何提示：C++17 中是否有与 constexpr-if 等效的 constexpr 三元运算符？

template<typename Mode>
class BusAddress {
public:
    explicit constexpr BusAddress(Address device) : 
        mAddress(Mode::write ? (device.mDevice << 1) : (device.mDevice << 1) | 0x01) {}
private:
    uint8_t mAddress = 0;    
};

Answer 1

不，没有constexepr 条件运算符。但是您可以将整个内容包装在 lambda 中并立即对其进行评估（IIFE）：

template<typename Mode>
class BusAddress {
public:
    explicit constexpr BusAddress(Address device)
     : mAddress([&]{
          if constexpr (Mode::write) {
            return device.mDevice << 1;
          }
          else {
            return (device.mDevice << 1) | 0x01;
          }         
        }())
     { }
private:
    uint8_t mAddress = 0;    
};

它可能不是有史以来最性感的代码，但它可以完成工作。请注意，从 N4487 和 P0170 开始，lambda 默认为 constexpr。

Answer 2

您似乎认为if constexpr 是一种性能优化。 不是。如果您在?: 子句中放置一个常量表达式，那么任何值得使用的编译器都会找出它解析的内容并删除该条件。因此，您编写的代码几乎肯定会编译为一个选项，用于特定的Mode。

if constexpr 的主要目的是完全消除另一个分支。也就是说，编译器甚至不检查它是否在语法上有效。这将适用于您if constexpr(is_default_constructible_v<T>) 的地方，如果是真的，您可以使用T()。对于常规的if 语句，如果T 不是默认可构造的，则T() 仍然必须是语法上有效的代码，即使周围的if 子句是一个常量表达式。 if constexpr 删除了该要求；编译器将丢弃不在其他条件下的语句。

对于?:，这变得更加复杂，因为表达式的类型基于两个值的类型。因此，这两个表达式都必须是合法的表达式，即使其中一个从未被评估过。 constexpr 形式的 ?: 可能会丢弃在编译时未采用的替代方案。因此，表达式的类型实际上应该只基于其中之一。

那是一种非常不同的东西。

Answer 3

为了方便，还可以将接受的答案翻译成模板函数：

#include <type_traits>
#include <utility>

template <bool cond_v, typename Then, typename OrElse>
decltype(auto) constexpr_if(Then&& then, OrElse&& or_else) {
    if constexpr (cond_v) {
        return std::forward<Then>(then);
    } else {
        return std::forward<OrElse>(or_else);
    }
}

// examples

struct ModeFalse { static constexpr bool write = false; };
struct ModeTrue { static constexpr bool write = true; };

struct A {};
struct B {};

template <typename Mode>
auto&& test = constexpr_if<Mode::write>(A{}, B{});

static_assert(std::is_same_v<A&&, decltype(test<ModeTrue>)>);
static_assert(std::is_same_v<B&&, decltype(test<ModeFalse>)>);

const A a;
B b;

template <typename Mode>
auto&& test2 = constexpr_if<Mode::write>(a, b);

static_assert(std::is_same_v<const A&, decltype(test2<ModeTrue>)>);
static_assert(std::is_same_v<B&, decltype(test2<ModeFalse>)>);