为什么GCC会误报constexpr函数中的移位计数溢出错误？

问题原因 #

GCC对模板实例化的代码合法性检查比Clang更严格：当N=1（对应空字符串输入）时，即使你写了if(N==1) return 0的提前返回逻辑，GCC依然会对函数内后续所有代码做语法合法性校验。此时8 * (8 - (N-1))的计算结果为64，而uint64_t类型的变量左移64位属于未定义行为，触发了-Werror=shift-count-overflow的报错。
Clang会自动裁剪不可能执行的分支，不会检查提前返回后的代码逻辑，因此可以正常编译。

解决方案 #

方案1：分支拆分（已验证可行方案） #

将非空字符串的处理逻辑全部放到else分支中，避免N=1时GCC仍然检查非法移位代码：

template <size_t N>
inline constexpr uint64_t make_tag(char const (&arr)[N]) {
    if (N == 1) {
        return 0;
    } else {
        uint64_t result = 0;
        for (size_t i = 0; (i < (N-1)) && (i<8); i++) {
            result = (result << 8) | arr[i];
        }
        if ((N-1) < 8) {
            result = result << (8 * (8 - (N-1)));
        }
        return result;
    }
}

方案2：使用if constexpr编译期分支裁剪（C++17及以上更稳妥） #

直接在编译期裁掉不需要执行的分支，彻底避免非法代码被检查：

template <size_t N>
inline constexpr uint64_t make_tag(char const (&arr)[N]) {
    if constexpr (N == 1) {
        return 0;
    } else {
        uint64_t result = 0;
        for (size_t i = 0; (i < (N-1)) && (i<8); i++) {
            result = (result << 8) | arr[i];
        }
        if constexpr ((N-1) < 8) {
            result = result << (8 * (8 - (N-1)));
        }
        return result;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者shiretu