求C++17下编译耗时超30秒的代码示例？constexpr方案无效

你之前的constexpr循环之所以没达到超时效果，是因为编译器能轻易看穿逻辑——x的最终值和循环次数完全同步，直接就推导结果了，不会真的执行循环。要拉长编译时间，得写编译器没法简单优化的复杂编译期计算，下面是几个可行的示例：

示例1：深度递归的模板元编程 #

模板元编程的递归实例化会让编译器不断生成新的模板实例，深度足够大时会显著拖慢编译速度：

template<unsigned long long N>
struct HeavyTemplate {
    static constexpr unsigned long long value = HeavyTemplate<N-1>::value + HeavyTemplate<N-1>::value;
};

template<>
struct HeavyTemplate<0> {
    static constexpr unsigned long long value = 1;
};

// 实例化深度调至40左右（可根据编译器调整，数值越大编译越久）
constexpr auto result = HeavyTemplate<40>::value;

这个模板递归计算2^N，每次实例化都会依赖两个更小的实例，最终会产生指数级数量的模板实例，消耗大量编译资源。

示例2：带分支的复杂constexpr递归计算 #

用带有无规律条件分支的递归，让编译器无法直接推导结果，必须逐步计算：

constexpr unsigned long long heavy_calc(unsigned long long n, unsigned long long acc = 0) {
    if (n == 0) return acc;
    // 加入无规律分支，避免编译器优化
    if (n % 3 == 0) {
        return heavy_calc(n-1, acc + n*n);
    } else if (n % 5 == 0) {
        return heavy_calc(n-1, acc + n*n*n);
    } else {
        return heavy_calc(n-1, acc + n);
    }
}

// 传入足够大的数值，比如100000（可根据编译器调整）
constexpr auto result = heavy_calc(100000);

每次递归都有不同的计算分支，编译器没法提前算出最终结果，只能一步步执行编译期计算，数值越大耗时越长。

示例3：constexpr下构建复杂依赖的大数组 #

构建一个每个元素都依赖前面多个元素的constexpr数组，编译器必须逐个计算每个元素的值：

#include <array>

constexpr size_t ArraySize = 50000;
constexpr auto build_heavy_array() {
    std::array<unsigned long long, ArraySize> arr{};
    arr[0] = 1;
    arr[1] = 2;
    for (size_t i = 2; i < ArraySize; ++i) {
        // 复杂依赖计算，绑定多个前面元素的运算
        arr[i] = arr[i-1] * arr[i-2] + arr[i/2] + i*i;
    }
    return arr;
}

// 编译期初始化数组
constexpr auto heavy_array = build_heavy_array();

数组的每个元素都依赖前面的多个值，还有自身的运算，编译器得逐个计算，数组越大编译耗时越久。

注意事项 #

• 不同编译器表现有差异：GCC、Clang、MSVC对constexpr和模板元编程的处理效率不同，可能需要调整示例中的数值（递归深度、数组大小）来达到超时效果。
• 优化选项影响：如果开启了-O2这类高优化等级，部分计算可能被编译器优化掉，建议用默认或低优化等级编译。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user1408865