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c++ - 为什么如果 constexpr 未能绕过 constexpr 评估？

问题描述

我正在为使用宏进行类型分派构建一个静态循环。这是我到目前为止所取得的成就。

#define LOOP(n, f)                                            \
    static_assert(n <= 8 && "static loop size should <= 8");  \
    do {                                                      \
        if constexpr (n >= 8)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 8>());       \
        if constexpr (n >= 7)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 7>());       \
        if constexpr (n >= 6)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 6>());       \
        if constexpr (n >= 5)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 5>());       \
        if constexpr (n >= 4)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 4>());       \
        if constexpr (n >= 3)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 3>());       \
        if constexpr (n >= 2)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 2>());       \
        if constexpr (n >= 1)                                 \
            f(std::integral_constant<size_t, n - 1>());       \
    } while (0);

template <typename T> constexpr size_t tupleSize(T&) { return tuple_size_v<T>; }

int main() {
    auto t = std::make_tuple(1, "string", 0.2, 3, 1, 1, 1);
    LOOP(tupleSize(t), [&](auto i) { cout << std::get<i>(t) << endl; });
    return 0;
}

和godbolt链接 https://godbolt.org/z/GcMZI3

问题是，为什么前四个分支编译失败？

标签： c++c++17constexprif-constexpr

解决方案

不要使用宏，而是使用函数模板。根据模板的当前实例化丢弃if constexpr未采用的分支来工作。

template <std::size_t n, typename F>
void loop(F&& f)
{
    static_assert(n <= 8 && "static loop size should <= 8");
    if constexpr (n >= 8)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 8>());
    if constexpr (n >= 7)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 7>());
    if constexpr (n >= 6)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 6>());
    if constexpr (n >= 5)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 5>());
    if constexpr (n >= 4)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 4>());
    if constexpr (n >= 3)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 3>());
    if constexpr (n >= 2)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 2>());
    if constexpr (n >= 1)
        f(std::integral_constant<size_t, n - 1>());
}

用法：

int main() {
    constexpr auto t = std::make_tuple(1, "string", 0.2, 3);
    loop<tupleSize(t)>([&](auto i) { cout << std::get<i>(t) << endl; });
    return 0;
}

godbolt.org 上的实时示例

从cppreference：

如果 constexpr if 语句出现在模板化实体中，并且 if 条件在实例化后不依赖于值，则在实例化封闭模板时不会实例化丢弃的语句。

在模板之外，完全检查丢弃的语句。if constexpr 不能替代 #if 预处理指令

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