为何函数声明的constexpr说明符需要与定义保持一致

虽然constexpr对函数的约束本质上只作用在定义阶段（比如要求函数体符合常量求值规则），但C++标准强制要求二者保持一致，核心原因有三个：

• 避免调用方出现不符合预期的编译/运行问题
  编译器处理单个翻译单元的代码时，只能看到当前TU内暴露的函数声明。如果声明带constexpr但实际定义不带，调用方会基于声明尝试在编译期常量求值调用，最终会因为定义不满足constexpr要求触发编译或链接错误；反过来如果声明不带constexpr但定义带，当前TU的编译器会判定该函数不支持常量求值，调用方就没法在编译期场景使用该函数，白白浪费constexpr的能力，也不符合定义方的设计预期。
  举个常见的错误示例：

  // 翻译单元1：函数定义
  int add(int a, int b) {
      return a + b;
  }
  
  // 翻译单元2：仅可见错误声明
  constexpr int add(int a, int b);
  constexpr int res = add(1, 2); // 编译阶段会尝试常量求值，但实际定义没有constexpr修饰，最终报错
  

• 符合单一定义规则（ODR）的要求
  C++的ODR规则要求，同一个函数在所有翻译单元的声明必须拥有兼容的属性和类型。constexpr属于函数的核心调用约定属性，若不同TU的同一个函数声明出现带/不带constexpr的差异，属于明确的ODR违规，会触发未定义行为。强制声明与定义的constexpr一致，就是从语法层面规避这类ODR违规的出现。
• 降低编译器实现复杂度，提升诊断效率
  如果允许声明和定义的constexpr不一致，编译器需要额外支持跨翻译单元的属性校验逻辑，很多不一致的问题只能等到链接阶段才能发现，会大幅提升编译耗时和编译器实现成本。强制一致的规则下，编译器只需要在单个翻译单元内做声明校验，一旦发现同一函数的多个声明constexpr属性不一致，就能立刻抛出明确的编译错误，不需要等到后续阶段，大幅提升开发调试效率。

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