如果 constexpr 失败，为什么要使用 C++17？

Question

我正在尝试使用 C++17 if constexpr 进行条件编译，但它的行为与我预期的不同。

例如，对于下面的代码，C++仍然编译由宏X2、

定义的代码

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
#include <type_traits>

#define X1 pp("x")
#define X2 pp("x", "x")

void pp(const std::string str)
{
   std::cout << str << std::endl;
}

int main()
{
   std::map<std::string, int> map;

   if constexpr (std::is_null_pointer_v<decltype(map)>)
      X2;
   else
      X1;
}

并吐出此错误消息：

1.c:6:23: error: too many arguments to function ‘void pp(std::__cxx11::string)’
 #define X2 pp("x", "x")
                       ^
1.c:18:3: note: in expansion of macro ‘X2’
   X2;
   ^~

如何跳过X2的编译？

Answer 1

在模板之外，甚至 if constexpr 的错误分支也会被完全检查。一般来说，为此，需要

要么使用 #if 预处理器指令，
或将 if constexpr 代码放入模板中。

在您的情况下，您不能使用 #if，因为您的条件取决于预处理器不可用的类型信息。

此外，您不能使用 constexpr if，因为对于任何可能的模板参数，宏 X2 的扩展总是格式错误的。

您可能需要重新考虑为什么要使用扩展永远无效的宏。

Answer 2

这在模板之外是不可能的！

来自cppreference.com

Outside a template, a discarded statement is fully checked. if constexpr is not a substitute for the #if preprocessing directive:
void f() {
    if constexpr(false) {
        int i = 0;
        int *p = i; // Error even though in discarded statement
    }
}

Any idea how to skip compilation of X2?

一种选择是为此提供一个模板函数。
template<typename T> void test() { if constexpr (std::is_null_pointer_v<T>) X2; else X1; } int main() { std::map<std::string, int> map; test<decltype(map)>(); // now chooses the X1 }

感谢 @HolyBlackCat and @MSalters. As they pointed out, the above solution is ill-formed NDR (therefore, compiling with MSVC compiler 没有任何意义，另一方面 GCC and clang at least catch this 通过提供一些编译器错误）中有详细说明，回答！

所以我们可以跳过X2的编译吗？

不幸的是，根据您的代码，否！！ preprocessor 将在翻译单元编译之前执行。因此不能向 #if 指令提供类型信息（即 decltype(map)）。因此，对于您的情况，没有其他办法。

很好的教训 post:

然而，您的程序是避免此类宏的一个很好的例子和 constexpr if 混合。
其次，通过不同的方式检查代码的正确性编译器，如果可能的话！

我建议为 PP 重载一个函数（当然还有许多其他方法），这样您可以获得格式正确的代码：

See a demo.

#include <string>
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <map>

void pp(const std::string& str)
{
   std::cout << str << std::endl;
}

template<typename... T> void pp(const T&... args)
{
   // do something with args!
}

template<typename T>
constexpr void test()
{
   if constexpr (std::is_null_pointer_v<T>)
      pp("x", "x"); // call with args
   else
      pp("x"); // call with string
}

Answer 3

if constexpr并不是真正的“条件编译”。

在模板之外，它的工作方式与常规 if 相同（除了它希望条件为 constexpr）。

其他答案建议将它放在模板中（并使条件取决于模板参数），但这还不够。（它似乎在 MSVC 中有效，但在 GCC 和 Clang 中无效。）那是因为：

[temp.res]/8.1 (emphasis mine)

The validity of a template may be checked prior to any instantiation. ... The program is ill-formed, no diagnostic required, if:

— no valid specialization can be generated for a template or a substatement of a constexpr if statement within a template and the template is not instantiated, ...

因此，如果您不能为 if constexpr 分支进行有效实例化（也就是说，如果对于所有可能的模板参数，该分支都是无效的），那么该程序就是格式错误的 NDR（这实际上意思是“无效，但编译器可能不够聪明，不会给你一个错误”）。

^{（正如@MSalters 所指出的，标准说“并且模板未实例化”，而不是“和模板或 constexpr 的子语句 if 未实例化”。我认为这是一个有缺陷的措辞，因为它没有其他意义：似乎没有任何其他措辞来检查丢弃分支的有效性，因此它会使代码格式正确仅当封闭模板被实例化，否则 NDR 格式错误。参见。）}

似乎没有解决方法，也没有解决您的问题的好方法。

你可以使函数调用本身依赖于模板参数，但这可能是作弊，因为它需要隐藏 pp （或做 #define pp … ).

template <typename F>
void test(F pp) // Note parameter shadowing the global `pp` for the macros.
{
    std::map<std::string, int> map;

    if constexpr (std::is_null_pointer_v<decltype(map)>)
        X2;
    else
        X1;
}

int main()
{
    test([](auto &&... params)
    {
        pp(decltype(params)(params)...);
    });
}

Answer 4

如果可能，您可以修改 pp 以按照我认为的方式运行：

void pp(auto const &...args){
    ((std::cout << std::forward<decltype(args)>(args)), ...) << std::endl;
}

Link to compiler explorer

如果这不可能，那么我建议将 X2 修复为至少可以编译的代码。

如果无法更改 X2，那么我建议在调用 x2 时隐藏 pp，尽管这当然是最好的解决方案：

if constexpr (std::is_null_pointer_v<decltype(map)>) {
    auto pp = [] (auto const &...args){
        ((std::cout << std::forward<decltype(args)>(args)), ...) << std::endl;
    };
    X2;
} else {
    X1;
}

Link to compiler explorer

如果 constexpr 失败，为什么要使用 C++17？

Why does this usage of C++17 if constexpr fail?

c++

templates

if-statement

constexpr

c++17