关于cout运行时机、函数重复打印及全局调用合法性的技术疑问

代码示例 #

import std;

constexpr void logError(const std::string& error);

constexpr int sqrt(int x)
{
    if (x < 0)
    {
        logError("Oh no, this can't be real...");
        return -1;
    }
    else
    {
        int result{ 1 };
        while (result * result <= x) ++result;
        return result - 1;
    }
}

int c = sqrt(-1);

int main()
{
    sqrt(-1);
   
}

constexpr void logError(const std::string& error)
{
    if (!std::is_constant_evaluated())
        std::cout << error << std::endl;
}

为什么会打印两次信息？ #

• 代码里有两处sqrt(-1)调用：一处是全局变量c的初始化语句int c = sqrt(-1);，另一处是main函数内的sqrt(-1);。
• 全局变量的初始化属于程序运行时启动阶段，并非编译期常量求值。此时logError中!std::is_constant_evaluated()判断为真，会执行cout输出信息。
• main函数内的调用同样是运行时执行，再次触发cout输出。两处调用各自触发一次打印，所以最终输出两次。

int c = sqrt(-1);调用logError是否合法？ #

• 完全合法。
• sqrt是constexpr函数，但这仅表示它可以在常量求值上下文执行，而非必须。当用于普通全局变量（非constexpr）的初始化时，编译器会选择在运行时执行该函数，而非编译期。
• 运行时执行时，logError中的IO操作符合C++标准，没有问题。如果将c声明为constexpr int c = sqrt(-1);，此时进入常量求值流程，std::is_constant_evaluated()返回true，!后为false，cout不会执行，也不会触发常量求值中禁止IO的规则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ntos