由来
在C++11中推出了constexpr使得对象或者函数能够具有常量性质并能在编译器确定。但是对于constexpr修饰的函数来说，无法保证严格的在编译器确定。
下面这段代码，fun1正常编译运行，但是到了fun2就会编译失败。
constexpr int square(int x) {
return x * x;
}
void fun1(int x) {
square(10);
square(x);
}
void fun2(int x) {
constexpr int num1 = square(10);
// error: 'x' is not a constant expression
// constexpr int num2 = square(x);
}
int main(int argc, char** argv) {
}
consteval立即函数
为了能够强制在编译期间计算，C++20推出了consteval关键字用于修饰函数。强制要求该函数必须表现为常量性质
consteval int square(int x) {
return x * x;
}
上下文的常量性质
编译器会自动检测上下文的常量性质，因此下面这段代码也是可性的。
constexpr int square(int x) {
return x * x;
}
// constexpr函数 调用 constexpr函数
constexpr int re_square(int x) {
return square(square(x));
}
int main() {
// 上下文常量性质
const int x = 10;
constexpr int num1 = square(x);
constexpr int num2 = re_square(x);
}
lambda表达式
说到函数怎么能少得了lambda函数，在参数后添加关键字即可。
int main() {
auto square = [](int x) constexpr {
return x * x; };
const int x = 10;
constexpr int num = square(x);
}
编译期间确定
无法获取函数指针
新手可能不太了解什么叫编译期间确定。
这里举个例子，一般函数我们可以获取它的地址，并赋到一个函数指针上。
但是
consteval函数不行。因为它根本不会产生函数实例！
int fun1(int x) {
return x + 10;
}
consteval int fun2(int x) {
return x + 10;
}
int main() {
int (*funPtr1)(int) = &fun1;
// error: taking address of an immediate function ‘consteval int fun2(int)’
// int (*funPtr2)(int) = &fun2;
}
查看汇编
再具体的我们来查看汇编代码，便会一目了然！
现在有如下的代码：
int funnnnnn000000000000000000000000(int x) {
return x + 10;
}
constexpr int funnnnnn111111111111111111111111(int x) {
return x + 10;
}
consteval int funnnnnn222222222222222222222222(int x) {
return x + 10;
}
int main() {
const int x = 10;
funnnnnn000000000000000000000000(x);
funnnnnn111111111111111111111111(x);
funnnnnn222222222222222222222222(x);
}
环境与指令：
gcc version 11.4.0 (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04)
g++ -std=c++20 test.cpp -S
生成的汇编代码：
.file "test.cpp"
.text
.globl _Z32funnnnnn000000000000000000000000i
.type _Z32funnnnnn000000000000000000000000i, @function
_Z32funnnnnn000000000000000000000000i:
.LFB0:
.cfi_startproc
endbr64
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movl %edi, -4(%rbp)
movl -4(%rbp), %eax
addl $10, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE0:
.size _Z32funnnnnn000000000000000000000000i, .-_Z32funnnnnn000000000000000000000000i
.section .text._Z32funnnnnn111111111111111111111111i,"axG",@progbits,_Z32funnnnnn111111111111111111111111i,comdat
.weak _Z32funnnnnn111111111111111111111111i
.type _Z32funnnnnn111111111111111111111111i, @function
_Z32funnnnnn111111111111111111111111i:
.LFB1:
.cfi_startproc
endbr64
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movl %edi, -4(%rbp)
movl -4(%rbp), %eax
addl $10, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE1:
.size _Z32funnnnnn111111111111111111111111i, .-_Z32funnnnnn111111111111111111111111i
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB3:
.cfi_startproc
endbr64
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
subq $16, %rsp
movl $10, -4(%rbp)
movl $10, %edi
call _Z32funnnnnn000000000000000000000000i
movl $10, %edi
call _Z32funnnnnn111111111111111111111111i
movl $0, %eax
leave
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE3:
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
.section .note.gnu.property,"a"
.align 8
.long 1f - 0f
.long 4f - 1f
.long 5
0:
.string "GNU"
1:
.align 8
.long 0xc0000002
.long 3f - 2f
2:
.long 0x3
3:
.align 8
4:
可见普通函数和constexpr函数都可以在汇编函数中展现，但是consteval函数并没有，这也正解释了为什么为什么不能获取函数指针。
