C++17中constexpr函数内存储结果为constexpr变量报错的解决方案咨询

C++17中无法直接在constexpr函数内部，将依赖函数参数的表达式结果声明为constexpr变量。不过可以通过以下方式实现类似的编译期检查需求：

1. 重载函数区分编译期与运行期调用 #

针对字符串字面量（编译期常量）和运行期字符串分别实现重载：

#include <string_view>
#include <stdexcept>

constexpr int f(std::string_view s) { return 1; }

// 编译期调用版本：仅接收字符串字面量
template <std::size_t N>
constexpr int g(const char (&s)[N]) {
    constexpr int res = f(std::string_view(s, N-1));
    static_assert(res < 4, "invalid string s");
    return res;
}

// 运行期调用版本：处理动态字符串
int g(std::string_view s) {
    int res = f(s);
    if (res >= 4) {
        throw std::invalid_argument("invalid string s");
    }
    return res;
}

int main()
{
  constexpr int i = f("hello");
  constexpr int j = g("hello"); // 触发编译期检查
  // int k = g(std::string_view("test")); // 触发运行期检查
  return 0;
}

这种方式既满足编译期static_assert的清晰报错需求，也能处理运行期的输入校验。

2. 模板元编程模拟字符串模板参数（仅支持字面量） #

C++17不支持直接将std::string_view作为模板参数，但可以将字符串字面量转换为字符参数包，实现纯编译期的处理：

#include <string_view>
#include <utility>

template <char... Chars>
constexpr int f() { return 1; }

template <char... Chars>
constexpr int g() {
    constexpr int res = f<Chars...>();
    static_assert(res < 4, "invalid string s");
    return res;
}

// 辅助模板：将字符串字面量转为字符参数包
template <std::size_t N, std::size_t... I>
constexpr auto make_g(const char (&s)[N], std::index_sequence<I...>) {
    return g<s[I]...>();
}

template <std::size_t N>
constexpr auto g(const char (&s)[N]) {
    return make_g(s, std::make_index_sequence<N-1>());
}

int main()
{
  constexpr int i = g("hello"); // 编译期检查生效
  return 0;
}

该方案仅支持字符串字面量，无法处理运行期生成的字符串，但能完全满足编译期场景的报错需求。

3. 升级到C++20简化实现 #

如果可以升级到C++20，可利用std::is_constant_evaluated()在单个函数内区分编译期和运行期逻辑：

#include <string_view>
#include <type_traits>
#include <stdexcept>

constexpr int f(std::string_view s) { return 1; }

constexpr int g(std::string_view s) {
    int res = f(s);
    if (std::is_constant_evaluated()) {
        static_assert(res < 4, "invalid string s");
    } else {
        if (res >= 4) {
            throw std::invalid_argument("invalid string s");
        }
    }
    return res;
}

int main()
{
  constexpr int i = f("hello");
  constexpr int j = g("hello"); // 编译期检查
  // int k = g(std::string_view("test")); // 运行期检查
  return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者francesco