如何检测可标记为constexpr的C++函数？

我希望优化自己的C代码库，其中一步是将符合所用C标准要求的函数标记为constexpr。有没有办法判断一个函数是否可以被标记为constexpr？

我想到的唯一方法是给单个函数添加constexpr，运行编译器并检查是否报错，重复此过程直到检查完所有函数，但这种方法扩展性不佳。

相关讨论：我们应该尽可能多地使用constexpr吗？

核心判断规则（按C++版本区分） #

首先得明确不同C++标准对constexpr函数的要求，规则是逐步放宽的：

• C++11：函数返回类型和所有参数必须是字面类型；函数体只能包含空语句、static_assert、类型别名、单个return语句；不能有任何副作用。
• C++14：允许函数体包含循环、条件分支、局部变量初始化（只要是字面类型），但仍禁止goto、try/catch、动态内存分配。
• C++17：支持更多字面类型，允许constexpr lambda，部分STL函数（比如std::array的操作）变为constexpr。
• C++20：允许constexpr动态内存分配（配合std::allocator）、try/catch、更多STL操作（比如std::string的部分方法）。

高效判断方法 #

1. 静态分析工具批量检测

• 使用Clang-Tidy的modernize-use-constexpr检查器，它能自动扫描代码库，识别符合条件的函数并给出添加constexpr的建议，支持批量处理。
• 启用GCC的-Wsuggest-attribute=constexpr编译选项，编译时编译器会主动提示哪些函数可以标记为constexpr。
• 商业静态分析工具如SonarQube、Coverity也内置了相关规则，适合大型代码库的批量检测。

2. 手动快速筛查

先排除明显不符合的函数：

• 包含IO操作、动态内存分配（new/delete）、调用非constexpr函数（比如C++17前的std::string修改操作）的函数。
• 会修改全局变量、静态变量或外部状态的函数。

优先关注纯计算型函数：

• 仅依赖输入参数完成运算、无任何副作用的函数，比如数学计算工具函数、数据结构的纯查询方法（如获取容器长度、纯逻辑查找）。

3. 批量编译测试

• 编写批量测试代码：对目标函数定义constexpr变量接收返回值，比如constexpr auto res = your_func(10);，批量编译这些测试用例，快速定位无法通过的函数。
• 使用编译期断言验证：static_assert(your_func(5) == 25, "");，若函数无法在编译期执行，编译器会直接报错。

关于"是否尽可能使用constexpr" #

constexpr能让代码在编译期执行，提升运行效率，同时增强类型安全性，但也会增加编译时间。是否使用需看场景：

• 对于频繁调用的计算密集型函数、需要编译期常量的场景（比如模板参数、数组大小），建议添加constexpr。
• 对于调用频率低、计算量小的函数，constexpr带来的收益有限，没必要强制添加。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者usr1234567