C 中的遞歸字串長度函數的計算是否能在編譯時得到保證？

在編譯時計算 C 字串的長度

在 C 中，可以在編譯期間對字串文字執行計算。考慮以下程式碼片段：

<code class="c++">#include <cstdio>

int constexpr length(const char* str)
{
    return *str ? 1 + length(str + 1) : 0;
}

int main()
{
    printf("%d %d", length("abcd"), length("abcdefgh"));
}</code>

此程式碼利用遞歸函數在編譯時決定給定字串文字的長度。透過列印結果，我們可以確認函數正確計算了字串長度，即 4 和 8。產生的彙編程式碼也表明這些計算是在編譯期間執行的。

但是，關鍵問題仍然存在：根據 C 標準，這個長度函數的計算是否保證在編譯時發生？

答案並不像人們想像的那麼簡單。根據 C 標準草案（第 5.19 節），常數表達式「可以在翻譯過程中求值」。然而，這只是一個非規範的註釋，而不是堅定的保證。

為了確保編譯時評估，我們可以利用兩種策略：

1. 使用常數表達式: 依照標準，某些表達式必須是常數，例如數組邊界或大小寫標籤。在這些上下文中使用 length 函數可以保證其編譯時評估。
2. 初始化constexpr 變數：將length 函數的結果分配給constexpr 變數會強制編譯器在下列位置執行該函數

因此，雖然標準沒有明確要求在編譯時計算length 函數，但我們可以透過將其用作常數表達式或初始化constexpr 變數來強制執行此類計算。這種做法開啟了在編譯期間對字串文字執行複雜計算的可能性，例如計算雜湊值或執行複雜的字串操作。

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