`if constexpr` vs `if` 根据编译器优化和代码性能

Question

考虑一个对性能非常关键的函数模板func。它可以用T=Type1 或其他类型来实例化。部分函数逻辑依赖于T，它被实例化了。

可以显式使用if constexpr（代码B）或使用原版if（代码A），而编译器可能会优化代码。

但是，我想知道，没有constexpr（代码A）的实现有什么不同？编译器是否能够检测if（在代码A中）的哪个分支在编译时在实例化时使用？ 能否（对于代码 A）仍然生成效率较低的代码？

代码 A。没有 if constexpr:

template<class T>
void func(T argument)
{
    // some general type-independent logic
    if (std::is_same<Type1,T>::value)
    {
        // do something
    }
    else
    {
        // do something else
    }
    // some general type-independent logic
}

代码 B。与 if constexpr:

template<class T>
void func(T argument)
{
    // some general type-independent logic
    if constexpr (std::is_same<Type1,T>::value)
    {
        // do something
    }
    else
    {
        // do something else
    }
    // some general type-independent logic
}

代码 A 和 B 都可以编译，因为 do something 和 do something else 对于任何 T 都是格式正确的。

有一些类似的问题：

• Why is constexpr if needed? - 当需要constexpr 时，此答案会回答。
• Difference between if and constexpr if – 只列出不同之处

如果出于某种原因代码 B 比代码 A 更可取（当两个分支都格式正确时），上述问题无法回答。

我看到的唯一好处是明确告诉程序员这个if 是编译时的；但是，我会说条件表达式是不言自明的。

Answer 1

if constexpr 不是为了优化。编译器非常擅长优化 if (true) 或 if (false) 的分支（因为我们谈论的是常量表达式，所以归根结底就是这样）。这是 OP 中示例的 godbolt demo - 您会注意到 gcc 和 clang，即使在 -O0 上，也不会为简单的 if 发出分支。

if constexpr 旨在确保if 只有一个分支被实例化。这对于编写模板非常重要和有价值——因为现在我们实际上可以在同一个函数的主体中编写条件编译代码，而不是仅仅为了避免实例化而编写多个人工函数。

也就是说，如果您有一个已知常量表达式的条件 - 始终使用 if constexpr，无论您是否需要实例化优势。这样的决定没有缺点。它使读者更清楚地知道这个条件确实是恒定的（否则它甚至不会编译）。它还将强制将表达式评估为常量（slight variant 导致 gcc 在-O0 发出一个分支，而不是在-O1），随着即将添加的is_constant_evaluated() 可能在从长远来看（甚至可能否定我的开头段落）。

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我看到的唯一好处是明确告诉程序员 this if 是编译时；但是，我会说条件表达式是不言自明的。

为了具体解决这个问题，是的，std::is_same<X, Y>::value 是“不言自明”的，它是一个常量表达式……因为我们碰巧熟悉std::is_same。但是，foo<X>::value 是常量表达式还是 foo<X>() + bar<Y>() 是常量表达式还是比这更复杂的任何东西都不太明显。

看到if constexpr 使得它在编译时不言自明，而不是条件本身的内容。