使用 constexpr + auto 作为返回和参数类型的奇怪类型推导

Question

我一直在玩编译器优化和编译器资源管理器，并注意到 g++ 9.3（本地测试）中的以下缺点。该问题似乎在 g++ 10.1（在编译器资源管理器上测试）中仍然存在。我正在使用

请注意以下代码：

#include <iostream>
#include <iomanip>

constexpr auto fib( auto x )
{
    if( x == 0 )
        return 0;
    else if( x == 1 )
        return 1;
    else
        return fib( x - 1 ) + fib( x - 2 );
}

int main( int argc, char * argv[] )
{
    std::cerr << std::setprecision(10) << fib( 47.l );
}

编译器资源管理器链接在这里。

我知道如果我放了 47，模板参数推导会推导出 function int foo( int x )，但是即使我传递一个 long double 文字，这种情况仍然存在。

这会导致溢出。

为什么编译器不能在编译时推断出我的返回类型应该是双精度型？我会期望，因为 fib 被标记为 constexpr，并且我正在使用 -O3 进行编译，即使我传递了一个整数，g++ 也能够通过意识到 fib 是指数的来推断出需要一个 double。

即使上述内容非常困难，为什么传入 long double 文字不能解决问题？我希望该函数能够实现该函数的第三个分支必须返回一个 long double，因此返回类型应该是一个 long double。

编译器仅在 fib 更改为返回 0.l 和 1.l 时才意识到需要 long double ，如下所示：

constexpr auto fib( auto x )
{
    if( x == 0 )
        return 0.l;
    else if( x == 1 )
        return 1.l;
    else
        return fib( x - 1 ) + fib( x - 2 );
}

有趣的是，仅将其中一个返回值更改为 long double 文字，如下所示：

    if( x == 0 )
        return 0.l;
    else if( x == 1 )
        return 1;

导致以下错误：

error: inconsistent deduction for auto return type: ‘long double’ and then ‘int’

这怎么会抛出错误，但第一个例子不会？

Answer 1

当您定义这样的函数时：

constexpr auto f(auto x) 
{
  return 42;
}

编译器别无选择，只能将返回类型推导出为int，因为这是文字的类型42。如果您f使用其他类型的参数调用并不重要：

f(42.l);  

返回类型仍然是int，尽管 的类型x是long double。

但是，您可以明确要求返回类型与参数类型相同：

constexpr auto f(auto x) -> decltype(x)
{
  return 42;
}

现在返回值将被转换为f被调用的参数的类型。