如何在C++20的constexpr if-else链中触发静态编译错误

给定如下C++20函数模板：

template<int i>
void f() {
    if constexpr (i == 1)
       g();
    else if constexpr (i == 2)
       h();
    else
       ??? // <-- 待填充位置
}

是否可以在???位置编写合法C++20代码，使得实例化调用f<3>()时，直接在编译阶段触发失败？ #

结论 #

完全可以实现，核心依托C++模板的两阶段查找规则：被if constexpr标记为丢弃的分支中，所有依赖模板参数的内容不会被即时实例化检查，只有当分支被激活时，才会对分支内的内容执行完整编译校验。 #

具体实现 #

方案1：静态断言（最简洁通用） #

在待填充位置写入如下代码即可：

static_assert(i == 1 || i == 2, "模板参数i仅允许为1或2");

运行逻辑说明：

• 当实例化f<1>()或f<2>()时，if constexpr和else if constexpr分支会直接命中，整个else分支会被编译器标记为丢弃。由于这里的静态断言表达式完全依赖模板参数i，属于依赖名称，在被丢弃的分支中不会被即时求值校验，因此不会触发任何编译错误。
• 当实例化f<3>()时，两个if分支的判断结果均为false，进入激活状态的else分支，此时静态断言的表达式3 == 1 || 3 == 2求值结果为false，直接触发编译期错误，并输出自定义的提示信息。

常见踩坑提示：不要直接在else分支写static_assert(false, "...")。因为false是不依赖任何模板参数的非依赖常量，编译器在模板定义解析阶段就会对它做语义检查，哪怕永远走不到else分支，也会直接报错。

方案2：删除的模板函数触发编译错 #

如果场景不适合使用静态断言，也可以在待填充位置写入：

template<int T> void compile_error() = delete;
compile_error<i>();

这种写法的逻辑和静态断言一致：由于调用的compile_error<i>()依赖模板参数i，在被丢弃的分支中不会被校验；进入else分支时，被标记为删除的函数模板会直接触发编译错误，效果和静态断言完全等价。 #

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