为何编译器无法内联Lambda中捕获的常量？

原始代码实现 #

#include <functional>

void call();

static constexpr inline auto nWrap(std::size_t n) {
    return [n]() constexpr { for (std::size_t i = 0; i != n; ++i) call(); };
}

std::function<void()> oneCall() { return nWrap(1); }
std::function<void()> nCalls(std::size_t n) { return nWrap(n); }

编译器生成的未优化代码 #

原本期望oneCall返回的可调用对象能被编译器优化掉循环（展开或直接消除），但GCC、Clang、MSVC、ICC这几款编译器生成的代码均保留了循环逻辑：

.L3:
        call    call()
        addq    $1, %rbx
        cmpq    0(%rbp), %rbx
        jne     .L3

核心疑问 #

所有涉及捕获常量表达式（比如两个常量之和）的场景都无法被内联，是不是nWrap的定义中存在阻止内联的因素？

如何修改nWrap的定义，让它在传入编译时常量n时，能内联捕获的常量，实现循环消除/展开；同时保留对运行时变量n的支持？

手动优化验证 #

将lambda直接写在oneCall内部时，编译器确实成功消除了循环：

constexpr const std::size_t n = 1;
return [n] { for (std::size_t i = 0; i != n; ++i) call(); };

对应的生成代码：

std::_Function_handler<void (), oneCall()::{lambda()#1}>::_M_invoke(std::_Any_data const&):
        jmp     call()

已尝试的无效方案 #

• 对nWrap进行模板化无法解决问题，除非将n作为模板参数
• 添加或移除static、inline、constexpr修饰符几乎没有效果

实际需求 #

生产代码会将调用者提供的Lambda（或可调用对象）包装到std::function中，调用者的Lambda可以被内联，但目前找不到无需定义两个独立Lambda的方法，来消除单调用场景的循环。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yoerg