c++ - 为什么在运行时而不是在编译时使用 constexpr 初始化变量

Question

据我了解，关键字constexpr告诉编译器表达式的评估可以在编译时发生。具体来说，constexpr on a variable 意味着可以在编译时计算变量的值，而 constexpr on a function 意味着可以在编译时调用该函数并评估其返回值。如果函数在运行时被调用，它只是作为一个通用函数。
今天写了一段代码尝试使用constexpr :

#include <iostream>

using namespace std;

constexpr long int fib(int n)
{
    return (n <= 1)? n : fib(n-1) + fib(n-2);
}

int main ()
{
    constexpr long int res = fib(32);
    // const long int res = fib(32);
    
    cout << res << endl;
    return 0;
}

我原以为代码的编译会花费很多时间，但我错了。编译只用了 0.0290 秒:

$ time g++ test.cpp
real    0m0.290s
user    0m0.252s
sys     0m0.035s

但如果我改变 constexpr long int res = fib(32);进入 const long int res = fib(32); ，令我惊讶的是，它在编译上花费了更多时间:

$ time g++ test.cpp
real    0m5.830s
user    0m5.568s
sys     0m0.233s

一句话， 似乎 const使函数 fib(32)在编译时进行评估，但 constexpr使其在运行时进行评估。我真的很困惑。
我的系统:Ubuntu 18.04
我的 gcc:g++ (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0

Answer 1

作者 inspecting生成的程序集，我们可以在 中确认两种情况 G++ 7.5 计算出 fib(32)编译时的值:

    movl    $2178309, %esi

G++ 计算 constexpr 的原因上下文如此之快是由于 memoization它在评估 constexpr 时执行的操作和 template上下文。
记忆化通过将其降低到 O(N) 复杂度来完全消除斐波那契计算复杂度。
那么为什么非- constexpr评价这么慢？我认为这是优化器中的错误/缺点。如果我尝试使用 G++ 8.1 或更高版本，编译时间没有区别，所以大概已经解决了。