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c++ - 如果忽略结果，则不会在编译时调用 Consexpr 函数

问题描述

我正在调查constexpr函数的一些相当奇怪的代码覆盖结果（编译时调用无法被我使用的代码覆盖工具检测），并注意到某些constexpr函数被调用为运行时函数，如果函数的结果通话未存储。

看来，对于constexpr函数或方法，如果你存储调用的结果（在运行时变量 [emphasis!!!] 或constexpr变量中），调用是编译时调用（只要参数是 compile -时间）。如果忽略结果，则调用是运行时调用。这与我的代码覆盖工具无关；在下面的简单示例中，该行为似乎是可重复的。

您可能会争辩说，由于constexpr函数不会有副作用，因此如果您不返回/使用结果，编译器会做什么并不重要。我认为为了提高效率，编译器仍然会尽其所能constexpr，但这既不是这里也不是那里......我想知道这是否甚至是定义的行为。

这是保证您的constexpr函数将作为运行时调用的可移植方式吗？？？没有很多用途，但一个用途是：如果您想constexpr在代码覆盖率中“为在函数上调用的测试而努力”，只需在单元测试结束时调用相同的函数，并且忽略结果，以便他们得到检测。

还有其他方法可以强制函数作为运行时调用，我知道，我主要对这里发生的事情感到好奇。当我第一次看到它时，这是非常出乎意料的。除非这是可移植的，否则我可能只会constexpr通过运行时对象（即使对于静态方法也能做到这一点）或通过运行时函数指针调用我的方法。

请参见下面的示例。现场演示：https ://onlinegdb.com/rJao0RNGP

// Modified from https://stackoverflow.com/a/40410624/12854372

extern bool no_symbol;

struct ContextIsConstexpr {
    size_t s;

    constexpr ContextIsConstexpr() : s(1) {}
    
    constexpr void operator()() {
        auto ignore = s ? 1 : no_symbol;
    }
};

constexpr bool tryIgnoringResult()
{
    ContextIsConstexpr()();
    return true;
}

constexpr void thereIsNoResult() {
    ContextIsConstexpr()();
}

int main()
{
    constexpr auto result1 = tryIgnoringResult(); // OK, compile-time
    auto result2 = tryIgnoringResult(); // OK, compile-time

    // tryIgnoringResult(); // Unexpected, runtime!
    // thereIsNoResult(); // Unexpected, runtime!
}

标签： c++runtimecode-coverageconstexprside-effects

解决方案

这可能会令人困惑，但 constexpr 函数应该在编译时仅在 constexpr 上下文中调用（分配给 constexpr 变量，用于数组大小或模板参数，...）。

在常规上下文中，函数在运行时被调用。优化器可能会在编译时解析该函数​​（对于遵循 as-if 规则的任何其他函数）。constexpr确实是优化发生的一个很好的提示。

你可以争辩说，因为 constexpr 函数不能有副作用

它们可能有副作用，请参见以下有效示例：

constexpr int f(int i)
{
    if (i == 0) return 0;
    std::cout << i << std::endl;
    return i;
}

int main()
{
    [[maybe_unused]] constexpr int zero = f(0); // Compile time
    f(42); // runtime
}

演示

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