如何在 constexpr 函数中执行运行时断言？

Question

据我了解，constexpr 函数可以在编译时和运行时执行，具体取决于整个计算是否可以在编译时完成。

但是，您不能重载此函数以使其具有运行时和编译时对应项。

所以我的问题是，如何放入运行时断言以确保运行时函数的执行与我的 static_assert 一起传递有效参数？

Answer 1

你可以抛出异常。如果在编译时从 constexpr 函数抛出异常，它基本上算作静态断言失败。如果它发生在运行时，它会像往常一样只是一个异常。

这个问题展示了发生这种情况的代码示例：Passing constexpr objects around

还相关：What happens when an exception is thrown while computing a constexpr?

Answer 2

Eric Niebler 在 Assert and Constexpr in C++11, he points out that using assert in a constexpr function is not allowed in C++11 but it is allowed in C++14(As part of the Relaxing constraints on constexpr functions proposal) 中很好地讨论了这个问题并提供了以下片段：

constexpr bool in_range(int val, int min, int max)
{
    assert(min <= max); // OOPS, not constexpr
    return min <= val && val <= max;
}

如果我们必须支持 C++11，那么有一些替代方案。最明显的是 using throw 但正如他所指出的那样，这会将不可恢复的错误变成可恢复的错误，因为您可以捕获异常。

他提出了一些替代方案：

使用 throw 和 noexcept specifier:

constexpr bool in_range(int val, int min, int max) noexcept 
{
  return (min <= max)
    ? min <= val && val <= max
    : throw std::logic_error("Assertion failed!");
}

如果异常离开函数 std::terminate 将被调用。

从异常类型的构造函数中调用std::quick_exit:

struct assert_failure
{
    explicit assert_failure(const char *sz)
    {
        std::fprintf(stderr, "Assertion failure: %s\n", sz);
        std::quick_exit(EXIT_FAILURE);
    }
};

constexpr bool in_range(int val, int min, int max)
{
    return (min <= max)
      ? min <= val && val <= max
      : throw assert_failure("min > max!");
}

将断言的 lambda 表达式传递给异常类型的构造函数：

constexpr bool in_range(int val, int min, int max)
{
    return (min <= max)
      ? min <= val && val <= max
      : throw assert_failure(
          []{assert(!"input not in range");}
        );
}

如何在 constexpr 函数中执行运行时断言？

How can I do a runtime assert in a constexpr function?

c++

assert

assertion

constexpr

c++11