“constexpr if”vs“if”如何优化 - 为什么需要“constexpr”？

Question

C++ 1z将引入“constexpr if” - 根据条件，如果将删除其中一个分支。看起来合理而有用。

但是，没有constexpr关键字是不可能的？我认为在编译期间，编译器应该知道在编译期间是否知道情况是否已知。如果是这样，即使是最基本的优化级别也应该删除不必要的分支。

例如（见godbolt：https://godbolt.org/g/IpY5y5）：

int test() { 
    const bool condition = true; 
    if (condition) { 
     return 0; 
    } else { 
     // optimized out even without "constexpr if" 
     return 1; 
    } 
} 

Godbolt资源管理器显示，即使是GCC-4.4.7用-O0没有编译 “返回1”，所以它取得的成就与承诺constexpr如果。很显然，当条件是constexpr函数的结果时，这样的旧编译器将不能这样做，但事实仍然是：现代编译器知道条件是否为constexpr，并且不需要我明确地告诉它。

所以，问题是：

为什么需要在 “constexpr如果” “constexpr”？

Answer 1

这很容易通过一个例子来解释。考虑到良好形成

struct Cat { void meow() { } }; 
struct Dog { void bark() { } }; 

和

template <typename T> 
void pet(T x) 
{ 
    if(std::is_same<T, Cat>{}){ x.meow(); } 
    else if(std::is_same<T, Dog>{}){ x.bark(); } 
} 

调用

pet(Cat{}); 
pet(Dog{}); 

会触发一个编译错误(wandbox example)，因为if语句的两个分支都有。

prog.cc:10:40: error: no member named 'bark' in 'Cat' 
    else if(std::is_same<T, Dog>{}){ x.bark(); } 
            ~^
prog.cc:15:5: note: in instantiation of function template specialization 'pet<Cat>' requested here 
    pet(Cat{}); 
    ^
prog.cc:9:35: error: no member named 'meow' in 'Dog' 
    if(std::is_same<T, Cat>{}){ x.meow(); } 
           ~^
prog.cc:16:5: note: in instantiation of function template specialization 'pet<Dog>' requested here 
    pet(Dog{}); 
    ^

---

更改pet使用if constexpr

template <typename T> 
void pet(T x) 
{ 
    if constexpr(std::is_same<T, Cat>{}){ x.meow(); } 
    else if constexpr(std::is_same<T, Dog>{}){ x.bark(); } 
} 

只需要分支是解析的 - 只有符合条件需要很好地形成(wandbox example)分支。

的片段如预期

pet(Cat{}); 
pet(Dog{}); 

将编译和工作。