C++ constexpr 表达式求值

Question

我对以下关于 constexpr 函数中使用的条件表达式的评论有疑问：

A branch of a conditional expression that is not taken in a constexpr function is not evaluated. Source: conditional evaluation of functions

正如源代码中已经写的那样，您可以使用像

这样的 constexpr 函数

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

并且只评估采用的分支。到目前为止，一切都很好。但是为什么这与模板结合无效。那么让我们以这个基本示例为例：

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

times<5>(10);

编译失败，因为模板实例化深度超过了最大值，即使 false 条件分支只执行了 4 次。然后它应该采用 true 分支和 return 0。当然可以使用 enable_if 或其他任何方式重写它，但我只想知道以下内容：

当涉及到子表达式类型评估时，这个声明是无效的吗？
即使上面的语句声称子表达式未被计算，为什么这会失败？我想无论如何都必须评估类型（例如，检查是否满足条件的两个分支都具有相同类型的要求），因此它以无限模板实例化结束。正确的假设？
c++ 标准中有描述这种行为的地方吗？

Answer 1

您误解了评估某事的含义。评估是在执行时发生的事情（即使该执行是在编译器运行时发生的）。

模板实例化是您代码的 static 属性。如果你写 times<N-1> 你要求实例化该模板。是否调用该函数并不重要；你写实例化，所以它被实例化。

这就是递归元编程通常通过模板特化来处理终端情况的原因。

这就是 if constexpr 被添加到 C++17 的原因。因为它有能力，不仅有条件地评估语句，而且有条件地 discard 语句，使另一个分支实际上不存在。这是以前不存在的东西。这允许另一个分支包含本来静态错误的代码。

所以这行得通：

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

第二个子句将被丢弃，因此不会被实例化。

所以这个说法是正确的；子表达式有条件地求值。你只是误解了它如何适用于你的情况。

C++ constexpr expression evaluation