C 中能否保证“constexpr”函数的编译时求值？

编译时字符串长度计算：C 程序员的警告

在编译时确定字符串的长度可能是一项有价值的优化以实现高效的字符串处理。在 C 中，程序员可以利用 constexpr 关键字来实现此目的。然而，关于编译时 constexpr 函数的保证评估存在一个常见的误解。

考虑以下代码片段：

<code class="cpp">#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>

在此代码中，我们定义了一个递归地定义 constexpr 函数长度计算 C 样式字符串的长度。生成的汇编代码显示结果是在编译期间计算的。

那么，编译时计算长度是否由 C 标准保证？

没有。虽然许多编译器可能会在编译时评估 constexpr 函数，但标准并未强制这样做。根据 C 标准草案第 5.19 节，常量表达式可以在翻译期间（即编译时）求值，但这只是一个非规范性注释。

为了确保编译时求值，程序员可以采用两种策略：

1. 需要编译时评估：在需要常量表达式（例如数组边界或大小写标签）的上下文中使用 constexpr。
2. 初始化 constexpr 变量： 将 constexpr 函数的结果赋给 constexpr 变量。

例如：

<code class="cpp">constexpr int len1 = length("abcd");</code>

结论：

虽然 constexpr 函数提供了编译时计算的潜力，但程序员应该意识到其保证评估的局限性。通过遵循上述策略，开发人员可以利用 constexpr 的强大功能在编译时优化字符串处理任务。

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