编译器无法执行 constexpr 表达式

Question

我有这样的代码：

template<typename ... Args>
constexpr size_t get_init_size(Args ... args) {
    return sizeof...(Args);
}

template<typename ... Args>
constexpr auto make_generic_header(Args ... args) {
    constexpr size_t header_lenght = get_init_size(args...);
    return header_lenght;
}

constexpr auto create_ipv4_header() {
    constexpr auto x = make_generic_header(0b01, 0b10, 0b01);
    return x;
}

我知道这是虚拟代码，但我将其隔离以查找错误。

编译器给我错误（GCC）：

In instantiation of 'constexpr auto make_generic_header(Args&& ...) [with Args = {int, int, int}]':
/tmp/tmp.CaO5YHcqd8/network.h:39:43:   required from here
/tmp/tmp.CaO5YHcqd8/network.h:31:22: error: 'args#0' is not a constant expression
   31 |     constexpr size_t header_lenght = get_init_size(args...);
      |                      ^~~~~~~~~~~~~

我尝试将限定符const添加到函数参数，但它同样不起作用。理论上所有这些函数都可以在编译时计算。但以我的知识，我找不到问题在哪里。

Answer 1

constexpr变量与函数的含义不同。

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对于变量来说，这意味着该变量必须是编译时的。因此，需要用常量表达式进行初始化。

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对于函数来说，constexpr意味着除了运行时之外，函数还可以使用内部相同的代码在编译时运行。因此，您在其中所做的一切都必须适用于运行时调用。

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考虑到这一点，让我们研究一下make_generic_header：

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template<typename ... Args>\nconstexpr auto make_generic_header(Args ... args) {\n    constexpr size_t header_lenght = get_init_size(args...);\n    return header_lenght;\n}\n

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这里，header_lenght是一个constexpr变量，所以必须是编译时的。因此，get_init_size(args...)也必须在编译时完成。但是，由于各种原因，参数不是常量表达式，因此这行不通。如果这确实有效，则意味着make_generic_header函数constexpr在运行时\xc2\xb9 时不可用，这不符合其在编译时和运行时都可用的要求。

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修复方法相当简单：使用在这两种情况下都有效的代码：

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template<typename ... Args>\nconstexpr auto make_generic_header(Args ... args) {\n    size_t header_lenght = get_init_size(args...);\n    return header_lenght;\n}\n

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你发现了吗？唯一的变化是constexpr从 中删除header_lenght。如果这个函数在编译时运行，它仍然会起作用，并且整个函数调用表达式将是一个常量表达式。

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\xc2\xb9“但它在任何一个都不起作用consteval！” - 确实，答案中给出的推理足以满足constexpr，但我省略了更根本的原因，因为它与此处无关。

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