c++ - 带有条件 constexpr 被调用者的 constexpr 函数

Question

示例代码:

#include <cstdint>

//#define USE_CONSTEXPR_INTRINSICS

#if defined (USE_CONSTEXPR_INTRINSICS)
namespace intrin
{
    [[nodiscard]] constexpr int lsb(std::uint64_t value)
    {
        int r = 0;
        while (value <<= 1) ++r;
        return 63 - r;
    }
}
#else
namespace intrin
{
    [[nodiscard]] inline int lsb(std::uint64_t value)
    {
        return __builtin_ctzll(value);
    }
}
#endif

constexpr int f(std::uint64_t v)
{
    return intrin::lsb(v);
}

#if defined (USE_CONSTEXPR_INTRINSICS)
static_assert(f(13) == 3);
#endif

int main() {}

有一个“内部”函数 lsb，我可以有条件地将其编译为 constexpr - 以允许使用 static_assert 进行静态测试(这也是有条件编译的，与 constexpr 内部函数相同)。问题来自于 f 被标记为 constexpr 的事实——这使得当 lsb 不是 constexpr 时它的格式不正确。目前我通过

来“解决”这个问题

#if defined (USE_CONSTEXPR_INTRINSICS)
#define INTRIN_CONSTEXPR constexpr
#else
#define INTRIN_CONSTEXPR inline
#endif

然后将f声明为

INTRIN_CONSTEXPR int f(std::uint64_t v)

但对我来说这个解决方案并不理想，因为有很多函数使用 lsb，有时非常间接，而且它变得很难跟踪(不需要诊断，所以有时它因编译器而异) 和不合适的地方。我更喜欢的是只在需要时进行检查——比如围绕 static_assert——否则编译器保持沉默。

目前有什么方法可以让它更自动化吗？有希望以后会更容易吗？

Answer 1

C++20 使用 std::is_constant_evaluated 使这变得微不足道

[[nodiscard]] constexpr int lsb(std::uint64_t value)
{
    if (std::is_constant_evaluated())
    {
        int r = 0;
        while (value <<= 1) ++r;
            return 63 - r;
    }
    else
    {
         return __builtin_ctzll(value);
    }
}

在 constexpr 上下文中:

static_assert(lsb(1) == 0); // OK

在运行时上下文中:

auto test(int n)
{
    return lsb(n);
}

编译为:

test(int):
        movsx   rax, edi
        rep bsf rax, rax
        ret

---

请注意它不是 if constexpr(std::is_constant_evaluated())。这将始终返回 true。

---

对于任何看到这里的人来说，为了简洁起见，alg 是不完整的，lsb(0) 应该返回 64。