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我试图深入研究函数存在的含义inline并偶然发现了这个问题。考虑这个小程序（演示）：

/* ---------- main.cpp ---------- */
void other();

constexpr int get()
{
    return 3;
}

int main() 
{
    std::cout << get() << std::endl;
    other();
}

/* ---------- other.cpp ---------- */
constexpr int get()
{
    return 4;
}

void other()
{
    std::cout << get() << std::endl;
}

在没有优化的情况下编译时，程序会产生以下输出：

3
3

这可能不是我们想要的，但至少我可以解释它。

  1. 编译器不需要constexpr在编译时计算函数的结果，因此它决定将其推迟到运行时。
  2. constexpr关于函数意味着inline
  3. 我们的get()函数碰巧有不同的实现
  4. 我们没有声明get()函数是静态的
  5. get()链接器必须只选择函数的一种实现

碰巧链接器选择了get()from main.cpp，它返回了 3。

现在到我不明白的部分。我只是将get()功能从更改constexpr为consteval。现在编译器需要在编译期间计算值，即在链接时间之前（对吗？）。我希望get()函数根本不存在于目标文件中。

但是当我运行它（演示）时，我有完全相同的输出！这怎么可能？.. 我的意思是，我知道这是未定义的行为，但这不是重点。为什么应该在编译时计算的值会干扰其他翻译单元？

UPD：我知道这个功能在 clang 中被列为未实现，但这个问题仍然适用。是否允许符合标准的编译器表现出这种行为？

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3 回答 3

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具有相同内联函数的两个定义的程序是格式错误的程序，不需要诊断。

该标准对格式错误的程序的运行时或编译时行为没有任何要求。

现在，C++ 中没有您想象的“编译时间”。虽然几乎每个 C++ 实现都会编译文件、链接它们、构建二进制文件然后运行它，但 C++ 标准对这一事实采取了措施。

它讨论了翻译单元，当你把它们放在一个程序中时会发生什么，以及该程序的运行时行为是什么。

...

实际上，您的编译器可能正在构建从符号到某个内部结构的映射。它正在编译您的第一个文件，然后在第二个文件中它仍在访问该地图。同一个内联函数的新定义？跳过它。

其次，您的代码必须生成编译时常量表达式。但是编译时常量表达式在您使用它的上下文中不是可观察的属性，并且在链接甚至运行时执行它没有副作用！好像没有什么能阻止它。

consteval是说“如果我运行它并且违反了允许它成为常量表达式的规则，我应该出错而不是依靠非常量表达式”。这类似于“它必须在编译时运行”，但并不相同。

要确定发生了哪些情况，请尝试以下操作：

template<auto x>
constexpr std::integral_constant< decltype(x), x > constant = {};

现在将您的打印行替换为：

std::cout << constant<get()> << std::endl;

这使得推迟评估运行/链接时间变得不切实际。

这将区分“编译器正在聪明和缓存get”与“编译器稍后在链接时对其进行评估”，因为确定ostream& <<调用哪个需要实例化 的类型constant<get()>，而这又需要评估get()。

编译器倾向于不将重载解决方案推迟到链接时间。

于 2019-10-18T14:47:03.903 回答
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对函数的要求consteval是每次调用它都必须产生一个常量表达式。

一旦编译器确信调用确实产生了一个常量表达式，它就不必对函数进行代码生成并在运行时调用它。当然，对于某些consteval功能（例如那些为反射设想的功能）最好不要这样做（至少如果它不想将其所有内部数据结构放入目标文件中），但这不是一般要求。

未定义的行为是未定义的。

于 2019-10-18T14:46:17.300 回答
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对此的答案是，无论函数是 aconstexpr还是，它仍然是违反 ODR 的consteval。也许使用特定的编译器和特定的代码，您可能会得到您期望的答案，但它仍然不正确，不需要诊断。

您可以做的是在匿名命名空间中定义它们：

/* ---------- main.cpp ---------- */
void other();

namespace {
    constexpr int get()
    {
        return 3;
    }
}

int main() 
{
    std::cout << get() << std::endl;
    other();
}

/* ---------- other.cpp ---------- */
namespace {
    constexpr int get()
    {
        return 4;
    }
}

void other()
{
    std::cout << get() << std::endl;
}

但更好的是，只需使用模块：

/* ---------- main.cpp ---------- */
import other;

constexpr int get()
{
    return 3;
}

int main() 
{
    std::cout << get() << std::endl; // print 3
    other();
}

/* ---------- other.cpp ---------- */
export module other;

constexpr int get() // okay, module linkage
{
    return 4;
}

export void other()
{
    std::cout << get() << std::endl; // print 4
}
于 2019-10-18T14:49:00.280 回答