如果忽略结果，则在编译时不会调用Constexpr函数

问题描述

我正在研究constexpr函数的一些相当奇怪的代码覆盖结果（我使用的代码覆盖工具无法检测编译时调用），并注意到一些constexpr函数被调用为 运行时 函数， 如果未存储函数调用的结果 。

对于constexpr函数或方法，如果您将调用结果存储在运行时变量[emphasis !!!]或constexpr变量中，则该调用似乎是编译时调用（只要参数是编译时）。如果忽略结果，则该调用为运行时调用。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函数不会产生副作用，因此，如果不返回/不使用结果，编译器将做什么也不重要。我认为为了提高效率，编译器仍然会尽一切可能constexpr，但这既不在这里也不在那里...我想知道的是，这是否甚至是定义好的行为。

这是一种可移植的方法来确保您的constexpr函数将在运行时被调用吗？？？并没有大量的用途，但有一个用途是：如果您想在代码覆盖率中“为在constexpr函数上调用的测试效劳”，只需在代码末尾调用相同的函数您的单元测试，而忽略结果，以便对其进行检测。

还有其他方法可以强制将函数调用为运行时，我知道，我主要是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，否则我可能只会通过运行时对象（甚至对于静态方法也能解决问题）或运行时函数指针来调用我的constexpr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!
}

解决方法

这可能会造成混淆，但是仅在constexpr上下文中（分配给constexpr变量，用于数组大小或模板参数等）时才应在编译时调用constexpr函数。

在常规情况下，在运行时调用函数。 Optimizer可能会在编译时解析该函数（就像遵循as-if规则的任何其他函数一样）。 constexpr确实是进行优化的一个很好的提示。

您可能会争辩说，因为constexpr函数不能具有副作用

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
}

Demo

c++code-coverage constexpr runtime side-effects