C++ constexpr 表達式求值

Question

我對以下有關 constexpr 函數中使用的條件表達式的評論有疑問：

不計算 constexpr 函數中未采用的條件表達式的分支。 來源： 函數的條件評估

正如源代碼中已經寫的那樣，您可以使用 constexpr 函數，例如

constexpr int check(int i) {
    return (0<=i && i<10) ? i : throw out_of_range();
}

並且僅評估所采用的分支。 到現在為止還挺好。 但是為什么這與模板結合使用無效。 所以讓我們在這里拿這個基本的例子：

template <int N>
constexpr int times(int y) {
    return (N<0) ? 0 : y+times<N-1>(y);
}

times<5>(10);

編譯失敗是因為模板實例化深度超過了最大值，即使條件的false分支只取了 4 次。 然后它應該采用true分支並返回 0。當然它可以使用enable_if或其他方法重寫，但我只想知道以下內容：

• 當涉及到子表達式類型評估時，此語句是否無效？

• 為什么即使上面的語句聲稱沒有計算子表達式，這也會失敗？ 我想無論如何都必須評估類型（例如，檢查是否滿足條件的兩個分支具有相同類型的要求），因此它以無限模板實例化結束。 正確的假設？

• c++ 標准中是否有描述這種行為的地方？

Answer 1

您誤解了評估某事的含義。 評估是在執行時發生的事情（即使該執行發生在編譯器運行時）。

模板實例化是代碼的靜態屬性。 如果您編寫times<N-1>您要求實例化該模板。 是否調用該函數並不重要； 您編寫實例化，因此它被實例化。

這就是遞歸元編程通常通過模板特化處理終端情況的原因。

這就是為什么if constexpr添加到 C++17 的原因。 因為它有能力，不僅有條件地評估語句，而且有條件地丟棄語句，使另一個分支實際上不存在。 這是以前不存在的東西。 這允許另一個分支包含否則會被靜態地錯誤形成的代碼。

所以這會起作用：

if constexpr(N < 0) return 0 else return y+times<N-1>(y);

第二個子句將被丟棄，因此不會被實例化。

所以這個說法是正確的； 子表達式是有條件地求值的。 您只是誤解了它如何適用於您的案例。