C 中的递归字符串长度函数的计算是否能在编译时得到保证？

在编译时计算 C 字符串的长度

在 C 中，可以在编译期间对字符串文字执行计算。考虑以下代码片段：

<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>

此代码利用递归函数在编译时确定给定字符串文字的长度。通过打印结果，我们可以确认该函数正确计算了字符串长度，即 4 和 8。生成的汇编代码还表明这些计算是在编译期间执行的。

但是，关键问题仍然存在：根据 C 标准，这个长度函数的计算是否保证在编译时发生？

答案并不像人们想象的那么简单。根据 C 标准草案（第 5.19 节），常量表达式“可以在翻译过程中求值”。然而，这只是一个非规范的注释，而不是坚定的保证。

为了确保编译时评估，我们可以利用两种策略：

1. 使用常量表达式: 根据标准，某些表达式必须是常量，例如数组边界或大小写标签。在这些上下文中使用 length 函数可以保证其编译时评估。
2. 初始化 constexpr 变量：将 length 函数的结果分配给 constexpr 变量会强制编译器在以下位置执行该函数

因此，虽然标准没有明确要求在编译时计算 length 函数，但我们可以通过将其用作常量表达式或初始化 constexpr 变量来强制执行此类计算。这种做法开启了在编译期间对字符串文字执行复杂计算的可能性，例如计算哈希值或执行复杂的字符串操作。

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